Resumo:
À medida que a demanda por memória de alta largura de banda em data centers de inteligência artificial continua a crescer, a Samsung Electronics está acelerando a expansão da capacidade de produção da próxima geração da HBM. As últimas notícias mostram que a Samsung planeja pelo menos dobrar a produção de produtos da série HBM4 em 2027, incluindo a memória de alta largura de banda de sexta geração HBM4 e o subsequente HBM4E.
Ao mesmo tempo, a Samsung também está aumentando significativamente a capacidade de processamento de substratos de vidro necessários no processo de produção da HBM, o que é visto pela indústria enquanto a empresa está se preparando antecipadamente para a produção de HBM em larga escala.
De acordo com fontes da indústria de semicondutores, a Samsung planeja aumentar o volume terceirizado de limpeza de substrato de vidro para cerca de 50.000 peças por mês no próximo ano, enquanto o volume médio mensal este ano é de cerca de 20.000 peças, e apenas cerca de 10.000 peças em 2025. Em outras palavras, a Samsung aumentou essa demanda de capacidade de produção para cinco vezes seu valor original em dois anos.
O suporte de vidro é um material de suporte temporário usado durante a produção da HBM. Quando os wafers DRAM passam por processos como desbaste e perfuração, à medida que o wafer se torna cada vez mais fino, é fácil dobrar ou até mesmo quebrar. Portanto, um suporte de vidro precisa ser temporariamente preso à parte traseira do wafer para suporte. À medida que o HBM se desenvolve de 8 e 12 camadas para camadas superiores, a matriz DRAM única precisa ser ainda mais fina, e a importância do controle de empenamento do wafer e dos processos de suporte relacionados também aumentou.
A Samsung está atualmente expandindo a produção de HBM4 e HBM4E, que utilizam principalmente estruturas de pilha alta de 12 camadas ou mais, de modo que o uso de suportes de vidro pode refletir até certo ponto a escala de produção de produtos relacionados. Embora a placa de suporte de vidro possa ser reutilizada após a limpeza, e diferentes processos de produção e rendimentos também afetem o consumo real, os membros da indústria acreditam que o aumento de 20.000 peças por mês para 50.000 peças ainda pode refletir a tendência de expansão da Samsung de pelo menos duplicar a produção da série HBM4.
A Samsung iniciou a produção em massa e enviou o HBM4 aos clientes em fevereiro deste ano, usando o processo DRAM 1c de 10 nanômetros de sexta geração e o chip de base lógica de 4 nanômetros do departamento de fundição da Samsung. O produto HBM4 anunciado oficialmente pela Samsung tem uma velocidade de transmissão estável de 11,7 Gbps, a velocidade máxima pode chegar a 13 Gbps e a largura de banda máxima de uma única pilha chega a 3,3 TB/s. A Samsung também oferece uma versão de empilhamento de 12 camadas e planeja usar a tecnologia de empilhamento de 16 camadas para expandir ainda mais a capacidade.
Em termos de HBM4E, a Samsung começou a fornecer amostras de 12 camadas para grandes clientes, incluindo a NVIDIA, em maio deste ano. Os dados oficiais da Samsung mostram que seu HBM4E de 12 camadas tem capacidade de 48 GB, velocidade de pino estável de 14 Gbps e pode ser aumentada para 16 Gbps e largura de banda de pilha única de até 3,6 TB/s. Em comparação com o produto da geração anterior, a eficiência energética do HBM4E foi melhorada em aproximadamente 16% e seu desempenho de resistência térmica foi melhorado em mais de 14%.
A Samsung afirmou anteriormente que o HBM4E usará o mesmo processo de núcleo DRAM 1c e tecnologia de substrato lógico de 4 nm que o HBM4, minimizando assim o tempo para atualizações de produtos de HBM4 para HBM4E. A empresa planeja organizar a produção em massa do HBM4E de acordo com o cronograma de produtos do cliente.
Do ponto de vista da capacidade geral de produção, a indústria prevê que o investimento mensal em wafers HBM da Samsung em 2027 poderá aumentar de aproximadamente 180.000 wafers em 2026 para aproximadamente 250.000 wafers, um aumento de quase 40%. No entanto, em comparação com o crescimento da capacidade total de produção, a mudança na estrutura do produto pode ser mais óbvia.
Espera-se que a série HBM4 represente cerca de 80% das remessas globais de HBM da Samsung, contra cerca de 40% em 2026. Isto significa que a futura expansão da produção de HBM da Samsung não se trata apenas de simplesmente aumentar o número de produtos, mas está claramente inclinada para produtos topo de gama de nova geração, como HBM4 e HBM4E.
Esse ajuste está intimamente relacionado à forte demanda por HBM no atual mercado de infraestrutura de IA. À medida que empresas como a NVIDIA lançam novas gerações de aceleradores de IA, GPUs e chips específicos de IA exigem largura de banda e capacidade de memória cada vez maiores, e a HBM se tornou um componente-chave em sistemas de computação de IA de alto desempenho. Como a produção da HBM requer vários links, como fabricação de DRAM, desbaste de wafer, TSV e empacotamento avançado, sua velocidade de expansão de capacidade geralmente é difícil de acompanhar rapidamente o crescimento da demanda de servidores de IA.
A Samsung revelou anteriormente que sua capacidade de produção de HBM em 2026 foi basicamente reservada por pedidos de clientes, e a empresa espera que as vendas anuais de HBM mais que tripliquem em comparação com 2025. Ao mesmo tempo, a Samsung também afirmou que, mesmo que continue a expandir a produção, a demanda atual por HBM dos principais clientes ainda excede a oferta que a empresa pode fornecer, então alguns clientes começaram a discutir antecipadamente com a Samsung para 2027 e o fornecimento de longo prazo.
Essa também é uma das razões pelas quais a Samsung está expandindo a capacidade de produção de HBM3E, HBM4 e HBM4E ao mesmo tempo. As empresas precisam se preparar para pedidos de produtos de próxima geração e, ao mesmo tempo, atender às necessidades atuais de aceleradores de IA. A Samsung afirmou anteriormente que continuará a expandir a capacidade de produção de DRAM 1c e a fazer investimentos iniciais em HBM4 e HBM4E.
Do ponto de vista técnico, uma das principais mudanças entre o HBM4 e o HBM4E é o maior número de camadas de empilhamento e a maior escala de E/S de dados. O HBM4 aumenta a E/S de dados de 1024 para 2048 no HBM3E, o que pode aumentar significativamente a largura de banda, mas também aumenta o consumo de energia e a pressão de dissipação de calor. A Samsung reduz o consumo de energia através da tecnologia TSV de baixa tensão e da otimização da rede de distribuição de energia, além de melhorar o gerenciamento térmico dentro do pacote.
À medida que o número de camadas de pilha HBM continua a aumentar, os requisitos para desbaste de wafer, controle de empenamento e precisão de embalagem durante o processo de produção também estão ficando cada vez maiores. Portanto, a Samsung aumentou significativamente o volume de limpeza de substratos de vidro, o que também é considerado pela indústria como uma expansão antecipada da infraestrutura para a produção de HBM de camada superior.
No entanto, a expansão da capacidade não significa que todos esses produtos serão convertidos em remessas reais. Em particular, a futura escala de produção em massa do HBM4E também depende da certificação do produto, dos testes e das necessidades reais dos principais clientes. Para a Samsung, ainda existe uma lacuna entre quanta capacidade ela pode construir e quanto produto ela pode entregar aos clientes.
Atualmente, a Samsung entrou na fase de produção em massa no campo HBM4 e começou a fornecer amostras HBM4E aos principais clientes. À medida que o mercado de servidores e aceleradores de IA continua a se expandir em 2027, espera-se que a Samsung concentre cada vez mais recursos de produção em produtos de alto valor, como HBM4 e HBM4E. De acordo com as previsões atuais da indústria, a produção da série HBM4 da Samsung irá pelo menos duplicar em 2027, e a sua proporção em todo o portfólio de produtos HBM também pode aumentar significativamente de cerca de 40% para cerca de 80%, o que significa que a Samsung está a acelerar a mudança do foco de negócios da HBM para uma nova geração de memória de alta largura de banda.
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