美國為何試圖阻止中國獲得高帶寬記憶體？
美國政府最近對中國的人工智能（AI）應用所需的高科技記憶體晶片實施了新的出口管制。這些規則適用於美國製造的高帶寬記憶體（HBM）技術及外國生產的相關產品。隨著全球對AI的需求激增，這些先進的半導體產品的重要性愈發凸顯。
什麼是高帶寬記憶體？
高帶寬記憶體（HBM）基本上是多層堆疊的記憶體晶片，這些小型元件用於儲存數據。相比於舊技術動態隨機存取記憶體（DRAM），HBM能儲存更多信息並更快速地傳輸數據。HBM晶片廣泛應用於顯示卡、高性能計算系統、數據中心及自動駕駛車輛中。
最重要的是，HBM對於運行日益流行的AI應用至關重要，包括生成式AI，這些技術依賴於AI處理器，如Nvidia（NVDA）和超微半導體（AMD）生產的圖形處理單元（GPU）。TechInsights的副主席G Dan Hutcheson表示：「處理器和記憶體是AI的兩個基本組件。沒有記憶體，就像有邏輯卻沒有記憶的腦。」
這些限制將如何影響中國？
12月2日宣布的最新出口限制，是拜登政府在三年內針對先進晶片所實施的第三輪禁令，旨在阻止中國獲得可能讓其在軍事上佔優勢的關鍵技術。中國隨即以限制德鎘和鎵等半導體和高科技設備製造所需材料的出口作為報復。
專家指出，這些新的出口限制將會減緩中國在AI晶片方面的發展，並在短期內阻礙其獲得高品質的HBM。儘管中國目前在HBM的生產能力上落後於南韓的SK Hynix和三星以及美國的美光（MU），但它正在發展自己的生產能力。
Ansforce的首席執行官Jeffery Chiu表示：「美國的出口限制在短期內會削減中國獲得更高品質HBM的渠道，但從長期來看，中國仍然能夠獨立生產，儘管技術不如先進。」
在中國，長江存儲科技和長鑫存儲科技是主要的記憶體晶片製造商。他們據說正在擴大產能，以建立HBM生產線，實現技術自給自足的戰略目標。
為什麼HBM如此重要？
HBM晶片之所以強大，主要是因為它們擁有更大的儲存空間和更快的數據傳輸速度，這使得AI應用能夠平穩運行，避免延遲或故障。更大的儲存空間意味著可以儲存、傳輸和處理更多數據，這提升了AI應用的性能，尤其是大型語言模型（LLM）能夠處理更多參數。
想像一下高帶寬就像是一條高速公路，車道越多，瓶頸就越少，容納的車輛就越多。Hutcheson比喻說：「就像兩車道公路和百車道公路的區別。你不會遇到交通堵塞。」
主要製造商是誰？
目前，全球HBM市場主要由三家公司主導。根據台北市場研究機構TrendForce發布的報告，2022年，Hynix佔有50%的市場份額，三星佔40%，而美光則佔10%。這兩家韓國公司在2023年和2024年預計將繼續保持類似的市場份額，共同控制約95%的市場。
美光計劃到2025年將其HBM市場份額提升至20%至25%。TrendForce的高級研究副總裁Avril Wu表示，HBM的高價值使得所有製造商都將相當一部分產能投入到這一更先進的記憶體晶片中。預計到2024年，HBM將占據標準記憶體晶片市場價值的20%以上，並可能在明年超過30%。
HBM是如何製造的？
可以想像將多個標準記憶體晶片層層堆疊，這就是HBM的基本結構。雖然聽起來簡單，但實際上卻相當困難，這也反映在價格上。HBM的單位銷售價格是傳統記憶體晶片的幾倍。這是因為HBM的高度大約相當於六根頭髮的直徑，因此堆疊的每一層標準記憶體晶片必須極其薄，這需要頂尖的製造技術，即先進封裝技術。
Chiu指出：「每個記憶體晶片需要被磨薄到只有半根頭髮的高度，這是一個非常困難的過程。」此外，在這些記憶體晶片上鑽孔，以便電線能通過，而這些孔的大小和位置必須極其精確。Hutcheson形容：「在製造這些裝置時，失敗的可能性更高，幾乎就像在搭建一座撲克牌屋。」
總結來看，HBM的發展不僅影響著半導體市場的競爭格局，更在全球科技競爭中扮演著日益重要的角色。隨著美國對中國的限制措施加強，未來的技術自給自足之路將會更加曲折，這不僅是商業上的挑戰，也是國際政治的一部分。
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