エヌビディアが今年、人工知能(AI)メモリー市場の分岐点となる第6世代高帯域幅メモリー(HBM4)の仕様を大幅に引き上げ、サムスン電子、SKハイニックスが再び競争の場で次世代HBMを修正し、厳しい要求事項に合わせる必要がある状況に置かれた。専門家は、HBM4からロジックダイ(ベースダイ)の重要性が浮上する中で、当該技術を自社で保有するサムスン電子と、台湾TSMCに依存するSKハイニックスの構造的な違いにより、サムスン電子がやや有利とみている。ロジックダイはHBMの頭脳であり、電源・信号の交通整理を担う。
特にTSMCの場合、エヌビディアをはじめAI半導体ブームで押し寄せるファウンドリー(半導体受託生産)需要を捌き切れない状況にあり、HBM向けロジックダイの生産能力だけでなく、プロセス転換の投資を断行するのも難しいというのが国内外の専門家の衆論である。これはロジックダイの生産とプロセスをTSMCに依存しているSKハイニックスの弱点とされる。
15日、業界によると昨年4四半期にエヌビディアがサムスン電子、SKハイニックスにHBM4の納入基準をもう一度引き上げて伝達した。これに対しサムスン電子はロジックダイの設計を修正し、ファウンドリー事業部と協業して発熱制御と性能向上に焦点を当て、開発作業の速度を上げている。
一般にHBMは複数枚のDRAMダイを垂直に積層した構造だ。HBM4でロジックダイはこのスタックの最下部(底)に付くチップで、DRAMダイだけでは遂行しにくい機能を担う。データ転送のタイミングと経路、電力管理などがロジックダイの性能にかかっているというわけだ。
HBM4は初期標準規格がデータ転送速度8〜10Gb/sだったが、エヌビディアがこれを11Gb/s以上に変更し、ロジックダイの重要性が高まった。このような高速領域ではHBMで発生する熱や電力変動が即座にデータ処理エラーにつながり得るため、これを制御するロジックダイの仕様も改善されなければならない。HBMの性能競争がDRAMよりもロジックダイの設計力へと拡張したという意味だ。
サムスン電子に精通する関係者は「データ転送速度を引き上げるのはロジックダイの設計とプロセスを一部修正すればよく、それほど難しいとは見ていない」と述べ、「エヌビディアが提示したピン当たり11Gbps水準に到達することは可能だが、問題は発熱制御だ。これも時間はそれほどかからない」と説明した。先に全永鉉サムスン電子DS部門長(副会長)も今年の年頭所感でHBM4の競争優位を自信を持って示した経緯がある。
SKハイニックスの場合、当該過程でやや困難を抱えるとの見方が専門家の間で出ている。国内の私立大学の教授は「HBMが世代を重ねるなかでロジックダイで技術力の差が出始めたが、SKハイニックスは当該技術の相当部分を台湾TSMCに依存している」とし、「今も需要の捌きが難しいTSMCの立場では、ロジックダイに対する設備投資やライン拡張は、最先端プロセスに比べ後順位へと押しやられている」と語った。