对于全球最大的DRAM、SRAM、NAND闪存(Flash)和NOR Flash等内存芯片制造商三星(Samsung)半导体部门来说，近来可谓是多事之秋。就在2024年5月20日这一周一开始，三星半导体业务的一次意外人事变动震惊了整个行业。
三星突然任命DRAM和Flash资深人士全永铉为半导体业务负责人，而原本的负责人庆桂显将带领未来业务规划团队。这一转变主要被归咎于与三星在高带宽内存(HBM)业务落后有关的“芯片危机”。在HBM领域，SK海力士(SK Hynix)已经成为市场领导者。
图1：继开发DRAM和Flash芯片后，全永铉自2014年至2017年领导过三星的内存芯片业务。(来源：《朝鲜日报》)
值得注意的是，三星的管理层调整通常在年初宣布。然而，被视为HBM技术的落后者，已经将这家内存大厂推向了绝境，因此，此时任命新的半导体部门负责人主要反映了这家全球最大内存芯片供应商的危机感。
HBM是一种定制化的内存产品，由于适于训练ChatGPT等人工智能(AI)模型，如今在AI应用领域正呈现爆炸式成长。HBM采用垂直堆叠DRAM芯片的途径，因而节省了空间并降低了功耗，有助于处理复杂的AI应用所产生的大量数据。
三星在内存芯片领域的竞争对手——SK Hynix于2013年生产出首款HBM芯片。从那时起，SK Hynix就不断投资开发这项内存技术，同时提高生产良率。据媒体报道，SK Hynix的HBM产能已被全数预订到了2025年。
SK Hynix同时也是Nvidia的主要HBM芯片供货商。Nvidia在AI应用中占据了大约80%的GPU市场。在此前提下，战略性地搭配HBM内存芯片与GPU等AI处理器，可望克服数据前期成本问题。另一方面，三星目前也在迎头追赶HBM技术，据了解，三星正在为Nvidia AI处理器认证其HBM内存芯片。
今年3月于美国加州圣何塞举行的Nvidia年度盛会——GPU技术大会上，该公司联合创始人兼首席执行官黄仁勋还公开为三星的HBM3e芯片背书，该芯片随后就将在Nvidia进行验证，甚至在GTC 2024会场上展出的三星12层HBM3e组件旁还写着“Jensen Approved”。
但自5月20日这一周开始，先是一场不寻常的高层调整震惊了整个行业，接着在这一周快结束时又带来了更大的震撼。据路透社的报道，由于发热和功耗等问题，三星的HBM芯片未能通过Nvidia的GPU配对测试。
《朝鲜日报》发表的另一篇报道中，成均馆大学化学工程系教授权锡俊表示，三星未能完全控制用于封装HBM内存芯片的硅通孔(TSV)质量。换句话说，封装多层DRAM的高良率一直是个挑战。另一位业内人士指出，有报道称三星HBM3E样品的功耗比SK Hynix的芯片高出两倍以上。
图2：根据路透社报道，三星的8层和12层HBM3e内存芯片并未通过测试。(来源Samsung Electronics)
虽然此前Nvidia拒绝对此发表评论，但三星很快表示，测试仍在进行中，一切尚未结束。该韩国内存芯片制造商并补充说，HBM是一种专用的内存产品，需要通过与客户的密切合作进行优化。路透社的报道援引了市场研究机构KB Securities研究主管Jeff Kim的说法，他坦言尽管三星预计很快会通过Nvidia的测试，但像HBM这样的专用的产品可能还需要一些时间来通过客户的性能评估。
尽管如此，这对于三星来说仍然是一次打击，并可能有利于其竞争对手SK Hynix和美光科技(Micron Technology)。美光声称其HBM3e的功耗比竞争对手的产品低30%，并宣布其24GB、8层HBM3e内存芯片将成为Nvidia H200 Tensor Core GPU的一部分，打破此前SK Hynix作为Nvidia AI处理器唯一HBM供应商的独家地位。
在HBM领域落后的三星，并不是即将上任的全永铉唯一的担忧。尽管内存价格有所回升，但三星的半导体业务在各方面的竞争力仍然落后。据路透社报道，三星的高密度DRAM和NAND Flash产品也已不再占据市场上领先地位。
其次，三星的代工业务也在努力追赶市场领导者台积电(TSMC)。三星的芯片代工业务难以赢得大客户，而台积电在整体市场占有率方面仍遥遥领先。此外，在全球AI发展浪潮中，除了HBM的困境之外，三星目前也在努力寻找自己的定位。
三星一向擅于施展激烈的竞争技巧，而此次任命新的半导体部门负责人，也表明了三星的决心。这家韩国科技巨头在全球的内存业务一直表现亮眼，但在追赶HBM内存技术方面正面临着一场艰苦的战斗。不过，有一点是肯定的：三星对于前进之路中的困境并不陌生。
(原文刊登于EDN美国版，参考链接：Samsung’s memory chip business: Trouble in paradise?，由Susan Hong编译)
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