サムスン電子がエヌビディア向けに第6世代高帯域幅メモリー（HBM4）を業界で初めて量産出荷したと明らかにするなか、HBM4に搭載される10ナノ級第6世代（1c）DRAMの歩留まり安定化に総力を挙げているとされる。これまでサムスン電子はエヌビディアのサプライチェーンに参入するため製品性能の向上に注力してきたが、収益性の改善と契約物量の適時供給のためには歩留まりの安定化が急務である。
24日業界によると、サムスン電子HBM4の頭脳を担うロジックダイの量産歩留まりは現在80%を上回ったとみられる。サムスン電子HBM4のロジックダイはサムスン電子ファウンドリー事業部の4ナノメートル（㎚・10億分の1m）工程を活用して量産される。ロジックダイの歩留まりは安定圏に入ったが、HBM4に搭載される1c DRAM工程の歩留まりは60%前後にとどまっているとされ、歩留まり向上が必要と分析される。
半導体業界関係者は「昨年テスト用サンプルを生産する段階ではロジックダイの歩留まりが90%を上回ることもあったが、性能改善のため新規工程が導入され、現在のロジックダイ歩留まりは80%台を記録しているようだ」と述べ、「ロジックダイの歩留まりは事業化が可能なほど安定的な水準だ。今はHBM4に搭載される1c DRAMとパッケージングの歩留まり安定化に集中している」と語った。
サムスン電子はHBM4市場に参入するため、競合より先行する先端工程を適用する勝負手を打った。SKハイニックスとマイクロンが10ナノ級第5世代（1b）DRAM工程をHBM4に活用する一方、サムスン電子は1c DRAMを適用したのが代表的だ。サムスン電子はロジックダイでも、TSMCの12㎚工程を適用したSKハイニックスや自社DRAM工程を用いたマイクロンに先行し、サムスン電子ファウンドリー事業部の4㎚工程を活用する。
半導体工程は世代を重ねるほど微細化された工程が活用される。微細工程を適用すると半導体回路の線幅が縮小し電子が移動する距離を短縮でき、動作速度を高め、動作に必要な電圧を下げて電力効率を高めることができる。サムスン電子がHBM4に適用した1c DRAMは11〜12㎚水準とされ、SKハイニックスとマイクロンが活用する1b DRAMは12〜13㎚水準だ。
サムスン電子はこうした戦略でエヌビディアに初めて量産出荷する企業となったが、歩留まり向上という課題が残った。SKハイニックスとマイクロンが活用する1b DRAMは1〜2年前から量産され、歩留まりが安定化した。両社の1b DRAM工程の歩留まりは80%を上回るとされる。HBM4はDRAM12枚が積層されるため、DRAM工程が80%を下回ると収益性が大きく悪化せざるを得ない構造だ。サムスン電子がHBM4を出荷し、製品販売単価を前世代比で20%以上引き上げたのも、低迷する歩留まりを反映した結果だとの分析も出ている。
サムスン電子は歩留まり向上のため、DRAM設計変更から生産工程の修正まで、利用可能なあらゆる手段を総動員しているとされる。エヌビディアが今年HBM4を搭載するルビンプラットフォームの発売を控えているだけに、収益性強化だけでなく、適期に必要量を安定的に供給するためにも歩留まり向上が切実な状況だ。SKハイニックスは安定的な歩留まりを土台に最大供給者の地位を確保し、収益性を極大化する戦略を選んだ。
半導体業界関係者は「エヌビディアからも安定的な物量供給のため、サムスン電子側に歩留まりを高める方策を講じてほしいという要請があったと承知している」とし、「HBM4だけでなく第7世代HBM（HBM4E）にも1c DRAMが搭載されるだけに、DRAM設計を一部変更するなど、歩留まりを安定化するため総力を挙げている」と語った。