Samsung Electronics và SK hynix đang cạnh tranh khốc liệt để thống trị thị trường DRAM thế hệ tiếp theo. Chính SK hynix đã giành chiến thắng sớm. Công ty đã giành được thị phần cao hơn Samsung Electronics về bộ nhớ băng thông cao (HBM) và tốc độ dữ liệu kép (DDR)5, đang thu hút sự chú ý như là chìa khóa để dẫn đầu sự phục hồi của thị trường bán dẫn bộ nhớ vào năm tới. Samsung Electronics đã bắt đầu theo đuổi đội DRAM hàng đầu trong ngành với các sản phẩm khác biệt bổ sung sức mạnh tính toán cho HBM.
HBM là thế hệ DRAM tiếp theo đang thu hút sự chú ý với cơn sốt trí tuệ nhân tạo (AI). Nhiều DRAM được xếp chồng lên nhau theo chiều dọc để tăng hiệu suất đồng thời giảm đáng kể mức tiêu thụ điện năng. Trong điện toán AI, lượng dữ liệu có thể được xử lý cùng một lúc rất quan trọng đối với các suy luận lớn. HBM mở rộng đáng kể băng thông thông qua đó thông tin chảy, do đó không có tắc nghẽn trong quá trình tính toán.
Theo công ty nghiên cứu thị trường TrendForce, thị phần HBM của SK hynix là 50% vào năm ngoái, trước Samsung Electronics (40%) và Micron (10%) của Hoa Kỳ. Nó đã dẫn đầu sự phát triển công nghệ kể từ những ngày đầu của thị trường và hiện đã thiết lập mối quan hệ hợp tác với hầu hết các công ty sản xuất chất bán dẫn cho điện toán AI, từ NVIDIA đến Advanced Microdevices (AMD). Công ty hy vọng doanh số HBM của SK hynix sẽ tăng hơn 50% so với cùng kỳ năm ngoái trong năm nay.
Bộ nhớ SK Hynix HBM3 có thể đạt băng thông lên tới 665 GB/s
Sự thống trị của SK hynix trên thị trường HBM là do công nghệ phụ gia của nó. Về cốt lõi, HBM sử dụng công nghệ điện cực silicon xuyên qua (TSV), khoan hàng nghìn lỗ trên DRAM và kết nối các lớp trên và dưới của chip với các điện cực xuyên dọc. HBM3 (thế hệ thứ 4) hiện đại được trang bị 1024 TSV. SK hynix đã triển khai công nghệ chuyên dụng độc đáo để cải thiện chất lượng nhằm ngăn ngừa các vấn đề tản nhiệt do quá trình xếp chồng TSV gây ra. Ngoài ra, công ty đã có thể đáp ứng nhanh chóng với sự gia tăng nhu cầu bằng cách chủ động trang bị năng lực sản xuất để hỗ trợ tăng trưởng kinh doanh hơn 50% hàng năm.
Samsung đã phủ nhận kết quả thị phần HBM của TrendForce. “Thị phần của các sản phẩm HBM của Samsung vẫn còn hơn 50%”, Kyung-hyun, Giám đốc điều hành của Bộ phận DS của Samsung Electronics, cho biết tại một sự kiện truyền thông nội bộ được tổ chức với nhân viên vào ngày 5 tháng này, “Các sản phẩm HBM3 gần đây đã được khách hàng đánh giá là xuất sắc, và HBM3 và HBM3P sẽ góp phần tăng lợi nhuận của bộ phận DS vào năm tới.”
Trong quý đầu tiên của năm nay, Samsung đã giao một nguyên mẫu của HBM3 cho khách hàng và hoàn thành việc chuẩn bị cho sản xuất hàng loạt. Việc sản xuất hàng loạt sản phẩm thế hệ thứ tư đã chậm hơn so với SK hynix, nhưng công ty có kế hoạch cung cấp một sản phẩm mới vào nửa cuối năm nay để tăng số lượng các giai đoạn xếp chồng lên nhau từ 8 lớp hiện có lên 12 lớp. SK hynix cũng đang cung cấp HBM3 12 lớp cho khách hàng và thảo luận về nguồn cung.
Samsung Electronics cũng đang chuẩn bị các sản phẩm khác biệt so với SK hynix. Samsung có kế hoạch ra mắt HBM3-Processing-in-Memory (PIM), kết hợp các chức năng tính toán vào HBM3, trong năm nay. PIM là một công nghệ hội tụ khái niệm mới thế hệ tiếp theo bổ sung các chức năng cần thiết cho công việc tính toán cho chất bán dẫn bộ nhớ. HBM3 hỗ trợ một số tính toán AI được thực hiện bởi bộ xử lý đồ họa (GPU), giảm thiểu chuyển động dữ liệu giữa GPU và chất bán dẫn bộ nhớ, giảm tắc nghẽn. Samsung Electronics đã cài đặt HBM-PIM trong GPU ‘MI-100’ của AMD.
SK hynix đã sẵn sàng ra mắt DDR5 lần đầu tiên trên thế giới vào tháng 10/2020. Hiện tại, nó đang cạnh tranh trên thị trường cho các mô-đun cao cấp 128 gigabyte (GB) dựa trên DRAM thế hệ thứ 4 (1a). Nhu cầu về sản phẩm này ngày càng tăng, chủ yếu ở thị trường máy chủ hiệu năng cao, trong đó có AI. SK hynix dự kiến doanh số bán các mô-đun DRAM cho các máy chủ dung lượng cao trên 128GB sẽ tăng hơn sáu lần so với cùng kỳ năm ngoái trong năm nay. SK hynix cũng đang chuẩn bị DDR5 dựa trên thế hệ thứ năm (1b). Vào tháng Năm, công ty đã trở thành công ty đầu tiên trên thế giới hợp tác với Intel để xác minh tính tương thích của trung tâm dữ liệu.
Samsung Electronics đang đặt mục tiêu đảo ngược tâm trạng bằng cách dẫn đầu về khả năng cạnh tranh quy trình front-end. Nó có kế hoạch sản xuất hàng loạt 32GB DDR5 dựa trên thế hệ thứ năm trong năm. Đây là dung lượng lớn nhất trong ngành cho một DRAM duy nhất. DRAM thế hệ thứ năm của Samsung, được giới thiệu vào tháng Năm, sử dụng quy trình 12 nanomet (nm) tiên tiến nhất trong ngành, giúp cải thiện năng suất khoảng 20% và tiêu thụ điện năng khoảng 23% so với thế hệ trước. Sản phẩm được sản xuất bằng quy trình cực tím (EUV). Samsung Electronics được coi là đi trước một bước so với SK hynix về việc sử dụng EUV.