Kas ir liela joslas platuma krātuve un kāpēc ASV bloķē Ķīnu?

Kas ir liela joslas platuma krātuve un kāpēc ASV bloķē Ķīnu?

ASV valdība ir noteikusi jaunu eksporta kontroli mākslīgā intelekta (AI) lietojumprogrammās izmantoto augsto tehnoloģiju atmiņas mikroshēmu pārdošanai uz Ķīnu. Šie noteikumi attiecas gan uz ASV ražotām liela joslas platuma atmiņas (HBM) tehnoloģijām, gan uz ārvalstīs ražotām mikroshēmām. Šeit ir viss, kas jums jāzina par šiem vismodernākajiem pusvadītājiem, kuru pieprasījums ir strauji pieaudzis līdz ar globālo ažiotāžu ap AI.

Kas ir liela joslas platuma krātuve (HBM)?

Augstas joslas platuma atmiņa (HBM) pamatā sastāv no atmiņas mikroshēmu kaudzes, maziem komponentiem, kas glabā datus. HBM var uzglabāt ievērojami vairāk informācijas un pārsūtīt datus daudz ātrāk nekā vecākā tehnoloģija, ko sauc par DRAM (Dynamic Random Access Memory).

HBM mikroshēmas tiek plaši izmantotas grafiskajās kartēs, augstas veiktspējas datorsistēmās, datu centros un autonomos transportlīdzekļos. Vissvarīgākais ir tas, ka tie ir būtiski arvien populārākām AI lietojumprogrammām, tostarp ģeneratīvajam AI. Tos darbina AI procesori, piemēram, grafikas apstrādes bloki (GPU), ko ražo tādi uzņēmumi kā Nvidia un Advanced Micro Devices (AMD).

"Procesors un atmiņa ir divas būtiskas AI sastāvdaļas. Bez atmiņas tas ir kā ar smadzenēm ar loģiku, bet bez atmiņas," sacīja G. Dens Hačesons, pētniecības organizācijas TechInsights viceprezidents, kas specializējas mikroshēmās.

Kā ierobežojumi ietekmē Ķīnu?

Jaunākais Eksporta ierobežojumi, paziņoja 2. decembrī, sekos divām iepriekšējām tiesību aktu kārtām saistībā ar Baidena administrācijas uzlabotajām mikroshēmām pēdējo trīs gadu laikā. Mērķis ir bloķēt Ķīnas piekļuvi kritiskām tehnoloģijām, kas tai varētu sniegt militāras priekšrocības.

Atriebjoties, Pekina ir noteikusi jaunus ierobežojumus germānija, gallija un citu materiālu eksportam, kas nepieciešami pusvadītāju un citu augsto tehnoloģiju ierīču ražošanai. Eksperti piekrīt, ka jaunie eksporta ierobežojumi palēninās Ķīnas AI mikroshēmu attīstību un labākajā gadījumā apturēs piekļuvi HBM. Lai gan Ķīnas spēja ražot HBM pašlaik atpaliek no Dienvidkorejas SK Hynix un Samsung, kā arī Amerikas Micron, valsts attīsta savas iespējas šajā jomā.

"ASV eksporta ierobežojumi īstermiņā ierobežotu Ķīnas piekļuvi augstas kvalitātes HBM," sacīja Džeferijs Čiu, Ansforce, ekspertu tīkla konsultāciju uzņēmuma, kas specializējas tehnoloģiju jomā, izpilddirektors. "Tomēr ilgtermiņā Ķīna turpinās patstāvīgi ražot HBM, pat ja tā darbosies ar mazāk progresīvām tehnoloģijām." Ķīnā Yangtze Memory Technologies un Changxin Memory Technologies ir vadošie atmiņas mikroshēmu ražotāji un, šķiet, paplašina HBM līnijas ražošanas jaudu, lai sasniegtu savu stratēģisko mērķi nodrošināt tehnoloģisko pašpietiekamību.

Kāpēc HBM ir tik svarīga?

HBM mikroshēmas ir tik jaudīgas salīdzinājumā ar parastajām atmiņas mikroshēmām galvenokārt tāpēc, ka tām ir lielāka uzglabāšanas vieta un ievērojami ātrāka datu pārraide. Tā kā AI lietojumprogrammām ir nepieciešami daudzi sarežģīti aprēķini, šie līdzekļi nodrošina šo lietojumprogrammu nevainojamu darbību, bez kavēšanās vai kļūmēm.

Lielāka krātuves vieta nozīmē, ka var uzglabāt, pārsūtīt un apstrādāt vairāk datu, uzlabojot AI lietojumprogrammu veiktspēju, jo lielie valodu modeļi (LLM) spēj strādāt ar vairāk parametru. Padomājiet par lielāku datu pārsūtīšanas ātrumu vai lielāku joslas platumu mikroshēmu valodā, piemēram, šoseju: jo vairāk joslu ir uz šosejas, jo mazāka ir sastrēgumu iespējamība un jo vairāk transportlīdzekļu tā var uzņemt.

"Tā ir kā atšķirība starp divu joslu šoseju un simts joslu šoseju. Jums vienkārši nav sastrēgumu," sacīja Hačesons.

Kas ir vadošie ražotāji?

Pašlaik globālajā HBM tirgū dominē tikai trīs uzņēmumi. Saskaņā ar vienu informāciju 2022. gadā Hynix veidoja 50% no kopējās HBM tirgus daļas, kam sekoja Samsung ar 40% un Micron ar 10%. Pētījuma piezīme, ko izlaidusi Taipejas tirgus izpētes aģentūra TrendForce. Paredzams, ka abiem Dienvidkorejas uzņēmumiem 2023. un 2024. gadā HBM tirgū piederēs līdzīgas daļas, kas tām kopā dotu aptuveni 95%.

Micron mērķis ir līdz 2025. gadam palielināt savu HBM tirgus daļu līdz 20–25%, ziņo Taivānas oficiālā ziņu aģentūra, atsaucoties uz Micron vadītāju Pravīnu Vaidjanathu. HBM augstā vērtība ir likusi visiem ražotājiem lielu daļu savas ražošanas jaudas koncentrēt uz modernāku atmiņas mikroshēmu. Saskaņā ar TrendForce vecākā pētniecības viceprezidenta Avrila Vu teikto, sagaidāms, ka HBM veidos vairāk nekā 20% no kopējā preču atmiņas mikroshēmu tirgus vērtības, sākot no 2024. gada, un nākamgad tas varētu pieaugt virs 30%.

Kā tiek ražots HBM?

Iedomājieties vairākas standarta atmiņas mikroshēmas, kas sakrautas viena virs otras slāņos, līdzīgi kā hamburgers. Tā būtībā izskatās HBM struktūra. No pirmā acu uzmetiena tas izklausās diezgan vienkārši, taču tas ir nekas cits kā vienkārši īstenojams, kas atspoguļojas arī cenā. HBM vienības pārdošanas cena ir vairākas reizes augstāka nekā parastajām atmiņas mikroshēmām.

Tas ir tāpēc, ka HBM mikroshēmas augstums ir aptuveni tāds pats kā sešiem cilvēka matiem. Tas nozīmē, ka katram standarta atmiņas mikroshēmu slānim, kas sakrauts vienai virs otras, jābūt ārkārtīgi plānam, un tam ir nepieciešama augsta līmeņa ražošanas pieredze, kas pazīstama kā uzlabots iepakojums.

"Katra no šīm atmiņas mikroshēmām ir jāsasmalcina līdz pusei mata biezuma, pirms tās sakrauj vienu virs otras, kas ir ļoti grūti," sacīja Čiu. Turklāt šajās atmiņas mikroshēmās tiek izurbti caurumi, pirms tie tiek uzstādīti viens virs otra, lai elektrības vadi varētu iziet cauri. Šo caurumu novietojumam un izmēram jābūt ārkārtīgi precīzam.

"Mēģinot izgatavot šīs ierīces, jums ir daudz vairāk kļūdu punktu. Tas ir gandrīz kā kāršu namiņa veidošana," atzīmēja Hačesons.