8月1日訊息，據彭博社報導，美國考慮最快於今年8月下旬出台對華半導體限制新規，進一步限制中國取得AI芯片所需的HBM芯片和制造HBM芯片所需的半導體制造器材。這對於國內產業來說有何影響？
HBM2及以上芯片將被管制
隨著生成式人工智能（AI）的持續火爆，市場對於高效能AI芯片的需求暴漲，這也直接帶動了此類AI芯片內部所整合的HBM（高頻寬記憶體）需求的爆發。
HBM是透過多個DRAM芯粒3D堆疊而成的，具備高頻寬、高儲存密度、低功耗和緊湊尺寸等優勢，並且其往往與GPU、AI ASIC直接整合封裝在一顆芯片當中，這也直接提升了數據搬運的效率，無論在AI和HPC套用中，其帶來的高頻寬、高容量、低時延特性，對大模型訓練和推理效率的提升至關重要。
對於美國來說，為了阻止中國AI產業的發展，自2022年10月就開始出台限制政策，直接限制中國獲取外部先進的AI芯片以及內部制造先進AI芯片的能力。而HBM作為高效能AI芯片所需的關鍵元件，自然也就成為了美國限制的一個方面。
訊息人士透露，如果美國新的限制規則獲得透過，包括HBM2和HBM3、HBM3e等更先進的HBM芯片，以及制造這些HBM芯片所需的器材都將會被禁止向中國出口。目前SK海力士、美光和三星是全球主要的三家HBM供應商，因此這些廠商都將會被禁止向中國出口HBM2及以上規格的HBM芯片。
由於中國政府2023年開始限制關鍵基礎設施營運商采購使用美光芯片，因此美光也早就開始避免向中國銷售HBM芯片，因此基本上不會受新規影響。
訊息人士透露，目前不確定美國將使用何種權力來限制三星、SK海力士等南韓企業，但其中一種可能是「外國直接產品規則」（FDPR），只要使用美國技術制造，就有機會被實施控制，而SK海力士和三星都依賴於美國EDA廠商Synopsys、Cadence的設計軟件，以及美國半導體器材大廠套用材料的半導體器材。
報道稱，美國拜登（Joe Biden）政府已要求南韓限制向中國出口芯片技術，重點是制造器材，並采取類似美國已實施的管制措施。
此前的爆料稱，三星目前正為輝達中國版H20提供內建的HBM3芯片。因此，目前尚不確定美國即將出台的針對HBM的限制措施是否包括整合了HBM芯片的AI芯片的出售。
美國將如何限制國產HBM？
除了限制HBM2及更先進的HBM芯片對華出口之外，美國計劃限制HBM相關制造器材對華出口。其主要目的就是為阻止中國DRAM大廠CXMT制造HBM，該公司目前已能少量制造HBM2內存。
雖然美國在2022年10月出台的對華半導體出口限制措施當中，就已經有包括了限制18nm以下的DRAM制造器材對華出口。這也就直接限制了中國生產先進DRAM的能力，這也就間接限制了中國生產先進HBM的能力，因為HBM就是由DRAM芯粒堆疊封裝而成的。
△HBM是將多個DRAM芯粒堆疊在一起，Die之間透過TVS矽通孔和Microbump連線。DRAM下面是則是DRAM邏輯控制單元， 對DRAM進行控制。CPU/GPU和DRAM堆疊透過uBump和Interposer（起互聯功能的矽片）連通。Interposer再透過Bump和 Substrate(封裝基板）連通到BALL。
因此，美國如果要進一步限制中國生產先進HBM的能力，首先會考慮加強對中國的國產DRAM制造商生產先進的DRAM芯片能力的限制。因此，對於國產DRAM廠商來說，最大的限制可能還是「實體清單」，全面限制美系半導體器材和材料對中國DRAM制造商的供貨。甚至美國的盟國日本、荷蘭、南韓可能也會跟進。
彭博社的報道也表示，拜登政府正計劃建立一份清單，列出中國生產HBM所需的器材和關鍵元件，並以更嚴格的FDPR標準實施限制。
除了限制中國國產DRAM制造商之外，美國計劃降低先進DRAM內存的出口管制限制紅線，作為全面限制HBM措施的一部份。即美國可能會直接限制三星、SK海力士、美光在華銷售先進的DRAM晶圓，以阻止中國獲得外部生產的先進DRAM來制造HBM。
現在國內的一些模組廠商確實就有采購三星、SK海力士、美光的DRAM晶圓自己來做記憶體模組。因此，利用這些廠商的DRAM晶圓來制造HBM確實是可能的。但是，鑒於美國現在對AI芯片管制，就意味著如果如果買這些廠商的DRAM晶圓來做HBM，大概率就會被制裁。因為目前HBM主要就是被用於AI芯片。所以目前沒有什麽廠商這麽做。
那麽美國是否會限制HBM堆疊封裝所需的器材呢？對此，一位業內專家告訴芯智訊，在HBM封裝方面，主要用到的技術就是TSV（矽通孔）技術，所需要的材料也就是矽中介層，這些嚴格來說都不是很先進的技術，依然還是傳統的封裝技術和材料，很多廠商都能做，只不過會面臨良率的問題。
因為需要確保每層DRAM芯粒對準精度，TSV也需要垂直孔透每一層矽片，並避免對於芯粒的損傷，還需要在通孔內均勻的填充導電材料。這一過程涉及精密的刻蝕和填充技術，稍有不慎就可能導致電氣連線問題或熱應力問題。所以，對於HBM堆疊封裝來說，器材和材料不是關鍵，懂得怎樣提升良率才是關鍵。而決定HBM效能最關鍵的還是DRAM晶圓本身。
因此，對於國內來說，要想實作HBM的自主可控，依然是需要依賴於國產的DRAM廠商與國產器材商來配合實作。只要DRAM技術及DRAM晶圓制造能夠實作突破，HBM的制造也就水到渠成。對於現有的國內的AI套用來說，只要能夠做到HBM3或HBM3e可能也就夠用了，現在很多出貨的邏輯芯片的頻寬都沒有那麽高。
值得一提的是，另外包括對120多家中國公司的制裁，涉及多個晶圓廠、EDA廠商和半導體器材商，以及對各種類別半導體器材的新限制，而日本、荷蘭和南韓等盟友的半導體器材企業將排除在規定之外。
編輯：芯智訊-浪客劍
