今月から量産出荷を開始した第6世代高帯域幅メモリー(HBM4)。/サムスン電子提供

次世代高帯域幅メモリー(HBM)製品である第7世代HBM(HBM4E)の市場主導権を巡り、サムスン電子とSKハイニックスの競争が本格化している。HBM市場でグーグルがエヌビディアに次ぐ大口需要を占めるとの見方が出るなか、グーグルが次世代人工知能(AI)チップに第6世代HBM(HBM4)を使わず、直ちにHBM4Eを採用する計画だと伝わり、サムスン電子とSKハイニックスが市場先取りに向けて慌ただしく動いている。

◇「グーグル、エヌビディアに次ぐHBM市場の大口」

19日、業界によると、今年のHBM市場でグーグルが占める比率は30%以上になるとされる。これはHBM市場需要の半分以上を占めるエヌビディアに次ぐ大きさだ。グーグルが自社AIチップであるテンソル処理装置(TPU)シリーズの量産を本格化させ、HBMの発注量が大幅に増えた影響である。グーグルは第7世代TPU「アイアンウッド」と第8世代TPUに第5世代HBM(HBM3E)を搭載し、次世代からはHBM4Eを採用する計画だと伝わる。

チェ・ミンスク韓国投資証券研究員は「今年、Dラム3社のHBM総供給量は370億ギガビット(Gb)水準で、グーグルTPU関連の物量が30%以上を占める」とし、「これはエヌビディアに次ぐ2番目に大きな需要で、今年は第7世代TPUと第8世代TPUに集中して供給される」と述べた。

グーグルが第8世代以降のTPUにHBM4を用いず、直ちにHBM4Eを採用する計画だと伝わるなか、サムスン電子とSKハイニックスはHBM4E開発に拍車をかけている。サムスン電子とSKハイニックスは上半期までに初期開発を終え、社内テストを経て下半期にHBM4Eサンプルを顧客企業に供給する方針だ。

◇サムスン電子・SKハイニックス、HBM4E市場で激突

サムスン電子はエヌビディアの次世代AIチップ「ルービン」に搭載されるHBM4を最初に量産出荷しており、HBM4E市場でも自信を示しているという。サムスン電子はHBM4に先制的に10ナノ級第6世代(1c)Dラム工程を適用しただけに、10ナノ級第5世代(1b)Dラム工程でHBM4を量産中のSKハイニックスやマイクロンに先んじて市場を押さえる戦略である。また、HBMの「頭脳」を担うロジックダイに適用されるファウンドリー(半導体受託生産)技術とパッケージング能力を内製化しているため、顧客の要求に迅速に対応し、供給を加速する方針だ。

SKハイニックスは次世代HBM市場でも安定に軸足を置き、実利を確保する計画だ。HBM3E・HBM4までは安定化した1b Dラム工程を活用して収益性を高め、1c Dラムの歩留まりを最大化してHBM4E市場で勝負する戦略である。SKハイニックスは昨年上半期に1c Dラム工程の量産を開始し技術力を引き上げているが、HBM量産の安定性と収益性を考慮し、工程歩留まりが90%台後半に達した1b Dラムを活用してHBM4を製造している。

半導体業界関係者は「SKハイニックスはエヌビディアと事前に確約した物量がサムスン電子に比べて多く、期日どおりに物量を供給し収益性を最大化するには安定した工程を選ばざるを得ない構造だ」とし、「SKハイニックスも1c Dラムの歩留まりを最大まで引き上げ、HBM4Eからこれを活用する」と述べた。

1月、米ラスベガスのベネチアン・コンベンションセンターのSKハイニックスのブースでHBM4映像が再生されている。/聯合ニュース

◇当面はSKハイニックス優位…長期戦ではサムスン電子の比重拡大も

HBMの性能比較も焦点だ。サムスン電子とSKハイニックスは現在、エヌビディアに納品しているHBM4に互いに異なる技術を適用している。目標とする仕様は同一だが、用いるDラム工程とロジックダイが異なる。エヌビディアが提示した動作速度11.7Gbps(秒当たりギガビット)に両社とも同一規格を合わせているが、最大性能には差がある。サムスン電子はSKハイニックスより一世代先行するDラムを使用し、ロジックダイも先端工程を採用しているため、最大性能は13Gbpsに達する。

もちろんサムスン電子がより高レベルの工程を用いたからといって、無条件の優位を断言できるわけではない。量産物量の面では、サムスン電子の1c Dラムは前世代の1b Dラムほど多くの物量を生産するのが難しいためだ。SKハイニックスは主力生産工程が1b Dラムであるため、安定的に大規模物量を供給できる強みがある。現時点ではHBM市場で基盤を築いたSKハイニックスが主力サプライヤーとなる可能性が高いという見方だ。

しかし長期戦に入れば話は変わる。サムスン電子が1c Dラムの歩留まりを安定化し大規模供給が可能になれば、次世代HBM市場で占める比重が大きくなるだろう。加えて両社のHBM4の最大性能が異なるため、エヌビディアがHBM4を活用して投入するハイエンド製品ではサムスン電子製品が優先的に搭載される可能性が高い。

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