Mi az a nagy sávszélességű tárolás, és miért blokkolja az Egyesült Államok Kínát?

Mi az a nagy sávszélességű tárolás, és miért blokkolja az Egyesült Államok Kínát?

Az Egyesült Államok kormánya új exportszabályozást vezetett be a mesterséges intelligencia-alkalmazásokban (AI) használt csúcstechnológiás memóriachipek Kínába történő értékesítése tekintetében. Ezek a szabályok egyaránt érintik az Egyesült Államokban gyártott nagy sávszélességű memória (HBM) technológiákat és a külföldi gyártású chipeket. Itt van minden, amit tudnia kell ezekről az élvonalbeli félvezetőkről, amelyek iránti kereslet az AI körüli globális hype mellett az egekbe szökött.

Mi az a nagy sávszélességű tárolás (HBM)?

A nagy sávszélességű memória (HBM) alapvetően memóriachipek kötegéből áll, apró alkatrészekből, amelyek adatokat tárolnak. A HBM lényegesen több információt képes tárolni és sokkal gyorsabban továbbítani, mint a régebbi DRAM (Dynamic Random Access Memory) technológia.

A HBM chipeket széles körben használják grafikus kártyákban, nagy teljesítményű számítógépes rendszerekben, adatközpontokban és autonóm járművekben. A legfontosabb, hogy nélkülözhetetlenek az egyre népszerűbb mesterségesintelligencia-alkalmazásokhoz, beleértve a generatív AI-t is. Ezeket mesterséges intelligencia processzorok hajtják, például grafikus feldolgozó egységek (GPU), amelyeket olyan vállalatok gyártanak, mint az Nvidia és az Advanced Micro Devices (AMD).

"A processzor és a memória a mesterséges intelligencia két alapvető összetevője. Memória nélkül olyan, mintha egy agyunk lenne logikával, de nincs memória" - mondta G. Dan Hutcheson, a chipekre szakosodott kutatószervezet, a TechInsights alelnöke.

Hogyan érintik a korlátozások Kínát?

A legfiatalabb Exportkorlátozások december 2-án bejelentették, a Biden-adminisztráció által az elmúlt három év során a fejlett chipekkel kapcsolatos két korábbi törvényi kört követik. A cél az, hogy megakadályozzák Kína hozzáférését a kritikus technológiához, amely katonai előnyt jelenthet számára.

Megtorlásul Peking új korlátozásokat vezetett be a germánium, gallium és más, félvezetők és más csúcstechnológiás eszközök előállításához szükséges anyagok exportjára. A szakértők egyetértenek abban, hogy az új exportkorlátozások lelassítják az AI-chipek kínai fejlesztését, és a legjobb esetben is leállítják a HBM-hez való hozzáférést. Míg Kína HBM gyártási képessége jelenleg elmarad a dél-koreai SK Hynix és a Samsung, valamint az amerikai Micron teljesítményétől, az ország saját képességeit fejleszti ezen a területen.

„Az amerikai exportkorlátozások rövid távon korlátoznák Kína hozzáférését a jó minőségű HBM-hez” – mondta Jeffery Chiu, az Ansforce technológiára szakosodott hálózati tanácsadó cég vezérigazgatója. „Hosszú távon azonban Kína továbbra is képes lesz önállóan HBM-et gyártani, még akkor is, ha kevésbé fejlett technológiákkal dolgozik.” Kínában a Yangtze Memory Technologies és a Changxin Memory Technologies a vezető memóriachip-gyártók, és úgy tűnik, hogy bővítik a HBM vonal gyártási kapacitását, hogy elérjék stratégiai céljukat, a technológiai önellátást.

Miért olyan fontos a HBM?

A HBM chipek elsősorban a nagyobb tárhelyük és a lényegesen gyorsabb adatátvitel miatt olyan erősek a hagyományos memóriachipekhez képest. Mivel az AI-alkalmazások sok összetett számítást igényelnek, ezek a szolgáltatások biztosítják, hogy ezek az alkalmazások zökkenőmentesen, késedelmek és hibák nélkül működjenek.

A nagyobb tárhely több adat tárolását, átvitelét és feldolgozását jelenti, javítva az AI-alkalmazások teljesítményét, mivel a nagy nyelvi modellek (LLM) több paraméterrel tudnak dolgozni. Gondoljunk csak a nagyobb adatátviteli sebességre, vagy chipnyelven a nagyobb sávszélességre, mint egy autópálya: minél több sáv van egy autópályán, annál kisebb a torlódások valószínűsége, és annál több jármű fér el rajta.

"Olyan ez, mint a különbség a kétsávos autópálya és a százsávos autópálya között. Csak nincs torlódás" - mondta Hutcheson.

Kik a vezető gyártók?

Jelenleg csak három vállalat uralja a HBM globális piacát. 2022-ben a Hynix a HBM teljes piaci részesedésének 50%-át tette ki, ezt követte a Samsung 40%-kal és a Micron 10%-kal az egyik szerint. Kutatási jegyzet, amelyet a tajpeji székhelyű TrendForce piackutató ügynökség adott ki. Mindkét dél-koreai cég várhatóan hasonló részesedéssel fog rendelkezni a HBM piacon 2023-ban és 2024-ben, ami összesen 95% körüli részesedést jelentene számukra.

A Micron célja, hogy 2025-re 20-25%-ra növelje HBM-piaci részesedését - jelentette a tajvani hivatalos hírügynökség Praveen Vaidyanatha, a Micron egyik vezetőjére hivatkozva. A HBM magas értéke arra késztette az összes gyártót, hogy gyártási kapacitásának jelentős részét a fejlettebb memóriachipre összpontosítsák. Avril Wu, a TrendForce kutatási alelnöke szerint a HBM várhatóan több mint 20%-ot képvisel majd a teljes kereskedelmi memóriachip-piacon 2024-től, jövőre pedig 30% fölé emelkedhet.

Hogyan készül a HBM?

Képzeljünk el több szabványos memóriachipet, amelyek rétegben egymásra vannak rakva, hasonlóan egy hamburgerhez. Alapvetően így néz ki a HBM felépítése. Első ránézésre ez egészen egyszerűen hangzik, de minden, csak nem könnyű megvalósítani, ami az árban is meglátszik. A HBM egységenkénti eladási ára többszöröse a hagyományos memórialapkák árának.

Ennek az az oka, hogy egy HBM chip magassága megközelítőleg megegyezik hat emberi hajszál magasságával. Ez azt jelenti, hogy az egymásra helyezett szabványos memóriachipek minden rétegének rendkívül vékonynak kell lennie, ami magas szintű gyártási szakértelmet igényel, amelyet fejlett csomagolásnak neveznek.

"E memóriachipek mindegyikét fél hajszál vastagságúra kell csiszolni, mielőtt egymásra raknák őket, ami nagyon nehéz" - mondta Chiu. Ezenkívül lyukakat fúrnak ezekbe a memóriachipekbe, mielőtt egymásra szerelnék őket, hogy az elektromos vezetékek áthaladhassanak. E lyukak helyzetének és méretének rendkívül pontosnak kell lennie.

"Sokkal több hibapontja van, amikor megpróbálja elkészíteni ezeket az eszközöket. Ez majdnem olyan, mint egy kártyavár építése" - jegyezte meg Hutcheson.