Chip HBM: 'chiến trường' mới của các hãng chip

Các biến chuyển của điện toán AI phụ thuộc vào hiệu suất các con chip nhớ có băng thông rộng (HBM). Hiện SK Hynix, Samsung Electronics và Micron là ba đối thủ chính trên thị trường chip HBM. Ảnh: Nikkei Asia

Cược lớn cho chip HBM

Cụm nhà máy chip quy mô lớn nhất, công nghệ cao nhất thế giới đang được xây dựng ở Yongin, phía nam thủ đô Seoul của Hàn Quốc. Hiện SK Hynix đang dẫn đầu thế giới, với hơn 50% thị phần chip HBM.

HBM là một số lượng chip DRAM thông thường nhất định được xếp chồng lên nhau để đạt được hiệu suất và hiệu quả cao hơn. Điều này có nghĩa là một hãng sản xuất HBM có uy tín không chỉ mạnh về sản xuất hoặc tìm nguồn cung DRAM mà còn thành thạo các kỹ thuật đúc chồng chip DRAM. Một trong những bước khó khăn nhất là đảm bảo kết nối giữa các con chip riêng lẻ là hoàn hảo.

Giám đốc một hãng chip cho biết, việc sản xuất HBM không dễ dàng như vậy. Nếu xếp chồng thêm một lớp chip gặp trục trặc, toàn bộ chồng HBM không hoạt động. Sản phẩm sẽ bị loại bỏ. Tỷ lệ sản xuất chip HBM đạt chất lượng được xem là năng lực cốt lõi của hãng chip công nghệ cao.

Theo nhà phân tích Avril Wu của hãng TrendForce, SK, Samsung và Micron là ba gã khổng lồ đang đặt cược lớn vào HBM bởi mức giá chip loại này đắt tiền hơn, gấp 5 lần số DDR5 – loại DRAM tiên tiến nhất được sử dụng trong máy tính. Wu ước tính, HBM có thể chiếm hơn 20% tổng giá trị thị trường DRAM trong năm nay và tiếp tục tăng lên hơn 30% vào năm 2025 nhờ nhu cầu điện toán AI ngày càng tăng.

SK Hynix tự tin về việc có thể tiếp tục dẫn đầu thị trường HBM nhờ công nghệ đúc chồng tiên tiến, được gọi là MR-MUF.

“Chúng tôi đã và đang tăng cường sản xuất hàng loạt HBM3e một cách ổn định. Chúng tôi bắt đầu áp dụng công nghệ MR-MUF từ HBM2e bốn lớp và đã duy trì khả năng cạnh tranh cao nhất trong ngành đối với HBM3 và HMB3e tám lớp’, Phó Chủ tịch Kim Jong-hwan nói.

SK Hynix đã phát triển chip HBM đầu tiên trên thế giới cách đây 10 năm để sử dụng trong trò chơi điện tử. Tuy nhiên, con chip này chỉ phổ biến hơn với sự ra đời của AI tạo sinh (GenAI), đòi hỏi các bộ phận con chip có thể xử lý lượng dữ liệu khổng lồ mà không có độ trễ. Phiên bản mới nhất là HBM3e, dự kiến sẽ được Nvidia công bố cuối năm 2024.

SK Hynix được dự báo sẽ tiếp tục dẫn đầu thị trường HBM trong năm nay, với thị phần trên 52%, theo dữ liệu của Trendforce. Samsung xếp sau với hơn 42% và Micron khoảng trên dưới 5%. Như vậy, cuộc đua chip HBM trở thành cuộc đua song mã giữa SK Hynix và Samsung.

Với quy mô và lợi thế hơn hẳn người đồng hương “nhỏ bé” SK, Samsung hiện tỏ ra khó chịu với vị thế của chip HBM từ SK. Samsung đang cố gắng hết sức để chạy đua với SK trong việc cung cấp chip HBM3e, dự kiến là trong quí 3 tới.

Kim Jae-june, phó chủ tịch điều hành mảng kinh doanh chip nhớ của Samsung, cho biết việc thương mai hóa HBM3e đang diễn ra suôn sẻ, theo đúng tiến độ của khách hàng.

Tuy nhiên, các nhà phân tích cho rằng vẫn còn sự khác biệt về trình độ công nghệ giữa SK Hynix và Samsung và khoảng cách này vẫn tiếp tục được duy trì một thời gian nữa. Giám đốc Shelley Jang của hãng Fitch Ratings tin rằng sẽ mất một thời gian để Samsung bắt kịp SK do một vài khác biệt về công nghệ sản xuất.

Bà Jang tin rằng SK Hynix có thể chiếm thế thượng phong trong trung và dài hạn nhưng cấu trúc của thị trường bán dẫn sẽ thay đổi mạnh mẽ.

Kỹ thuật đúc chồng các con chip DRAM lên nhau đã tạo nên thế mạnh cho hãng chip SK Hynix của Hàn Quốc. Ảnh: SK Hynix

Động lực tăng trưởng của ngành chip

Hồi tháng 2, Micron thông báo rằng đã bắt đầu sản xuất hàng loạt chip HBM3e. Micron nói các con chip mới sử dụng ít năng lượng hơn 30% so với các sản phẩm đối thủ và cũng sẽ được Nvidia sử dụng trong GPU H200.

Micron đang hưởng lợi từ cơn sốt AI. Chủ tịch kiêm CEO Sanjay Mehrotra cho biết, khách đã đặt hết số lượng chip HBM dự định sản xuất trong năm 2024 và một phần sản lượng của năm 2025.

Sự bùng nổ của HBM đã thu hút nhiều hãng chip đối thủ khác. Chủ tịch D.K. Tsai của Powertech, nhà cung cấp dịch vụ thử nghiệm và đóng gói chip nhớ hàng đầu thế giới tại Mỹ, cho biết đang làm việc với một số khách hàng để khám phá các cơ hội trong tương lai.

Trong khi đó, Doris Hsu, chủ tịch và CEO của hãng Globalwafers ở Đài Loan, nhà sản xuất tấm wafer lớn thứ ba thế giới, cho biết HBM đã và đang thay đổi thị trường.

“HBM chắc chắn là một trong những thế lực tăng trưởng quan trọng trong nửa cuối năm nay và nhu cầu về tấm wafer của HBM cao hơn DRAM thông thường. Trong tương lai, điều này chắc chắn sẽ thay đổi ngành công nghiệp bộ nhớ DRAM vì nhu cầu đang tăng quá nhanh”, Hsu nói.

SK Hynix cũng tin rằng chiếc bánh sẽ tiếp tục lớn hơn và không cần phải lo lắng về sự cạnh tranh ngày càng tăng.

Tuy nhiên, thị trường chip nhớ nổi tiếng là nhạy cảm với những biến động về cung và cầu. Nhà phân tích Pak Yu-ak của Kiwoom Securities đã cảnh báo nguy cơ dư thừa nguồn cung HBM ngay trong năm tới.

“Nếu Samsung Electronics thành công trong việc bán chip HBM3e, thị trường HBM dự kiến sẽ phải đối mặt với tình trạng dư nguồn cung vào năm 2025,” Pak nói.

Ngành công nghiệp chip của Hàn Quốc chiếm 18% tổng kim ngạch xuất khẩu của cả nước trong tháng 4, tuy vậy ngành này đang tụt hậu so với đối thủ các nước. Hàn Quốc hiện chiếm thị phần 1% ngành chip toàn cầu và đang bị các hãng sản xuất theo hợp đồng như TSMC của Đài Loan qua mặt.

Theo Nikkei Asia, Reuters

Ricky Hồ