Zusammenfassung:
Da die Nachfrage nach Speicher mit hoher Bandbreite in Rechenzentren mit künstlicher Intelligenz weiter wächst, beschleunigt Samsung Electronics den Ausbau der HBM-Produktionskapazität der nächsten Generation. Die neuesten Nachrichten zeigen, dass Samsung plant, die Produktion von Produkten der HBM4-Serie im Jahr 2027 mindestens zu verdoppeln, einschließlich des Hochbandspeichers HBM4 der sechsten Generation und des nachfolgenden HBM4E.
Gleichzeitig erhöht Samsung auch die Verarbeitungskapazität für Glassubstrate, die im HBM-Produktionsprozess erforderlich sind, erheblich, was in der Branche so gesehen wird, da sich das Unternehmen im Voraus auf die Produktion von HBM mit hoher Stapelanzahl in größerem Maßstab vorbereitet.
Nach Angaben der Halbleiterindustrie plant Samsung, das ausgelagerte Glassubstrat-Reinigungsvolumen im nächsten Jahr auf etwa 50.000 Stück pro Monat zu erhöhen, während das durchschnittliche monatliche Volumen in diesem Jahr etwa 20.000 Stück und im Jahr 2025 nur etwa 10.000 Stück beträgt. Mit anderen Worten: Samsung hat diesen Produktionskapazitätsbedarf in zwei Jahren auf das Fünffache seines ursprünglichen Wertes erhöht.
Glasträger ist ein temporäres Trägermaterial, das während der HBM-Produktion verwendet wird. Wenn DRAM-Wafer Prozesse wie Dünnung und Bohren durchlaufen, kann der Wafer leicht verbiegen oder sogar brechen, wenn er immer dünner wird. Daher muss zur Unterstützung vorübergehend ein Glasträger an der Rückseite des Wafers befestigt werden. Da sich HBM von 8 und 12 Schichten zu höheren Schichten entwickelt, müssen einzelne DRAM-Chips weiter dünner gemacht werden, und auch die Bedeutung der Waferverzugskontrolle und damit verbundener Unterstützungsprozesse hat zugenommen.
Samsung erweitert derzeit die Produktion von HBM4 und HBM4E, die hauptsächlich Hochstapelstrukturen mit 12 Schichten und mehr verwenden, sodass die Verwendung von Glasträgern bis zu einem gewissen Grad den Produktionsumfang verwandter Produkte widerspiegeln kann. Obwohl die Glasträgerplatte nach der Reinigung wiederverwendet werden kann und sich auch unterschiedliche Produktionsprozesse und Ausbeuten auf den tatsächlichen Verbrauch auswirken, glauben Brancheninsider, dass die Steigerung von 20.000 Stück pro Monat auf 50.000 Stück immer noch den Expansionstrend von Samsung widerspiegeln kann, die Produktion der HBM4-Serie mindestens zu verdoppeln.
Samsung hat mit der Massenproduktion begonnen und HBM4 im Februar dieses Jahres an Kunden ausgeliefert. Dabei kommen der 10-Nanometer-1c-DRAM-Prozess der sechsten Generation und der 4-Nanometer-Logikbasischip der Gießereiabteilung von Samsung zum Einsatz. Das von Samsung offiziell angekündigte HBM4-Produkt hat eine stabile Übertragungsgeschwindigkeit von 11,7 Gbit/s, die maximale Geschwindigkeit kann 13 Gbit/s erreichen und die maximale Bandbreite eines einzelnen Stapels erreicht 3,3 TB/s. Samsung bietet auch eine 12-Layer-Stacking-Version an und plant den Einsatz der 16-Layer-Stacking-Technologie zur weiteren Kapazitätserweiterung.
In Bezug auf HBM4E hat Samsung im Mai dieses Jahres damit begonnen, 12-Layer-Muster an Großkunden, darunter NVIDIA, zu liefern. Die offiziellen Daten von Samsung zeigen, dass sein 12-Layer-HBM4E eine Kapazität von 48 GB, eine stabile Pin-Geschwindigkeit von 14 Gbit/s und eine weitere Steigerung auf 16 Gbit/s sowie eine Single-Stack-Bandbreite von bis zu 3,6 TB/s hat. Im Vergleich zum Produkt der vorherigen Generation ist die Energieeffizienz von HBM4E um etwa 16 % und die Wärmewiderstandsleistung um mehr als 14 % verbessert.
Samsung hat zuvor erklärt, dass HBM4E den gleichen 1c-DRAM-Kernprozess und die gleiche 4-nm-Logiksubstrattechnologie wie HBM4 verwenden wird, wodurch die Zeit für Produkt-Upgrades von HBM4 auf HBM4E minimiert wird. Das Unternehmen plant, die Massenproduktion von HBM4E entsprechend dem Produktplan des Kunden zu arrangieren.
Aus Sicht der Gesamtproduktionskapazität prognostiziert die Branche, dass Samsungs monatliche HBM-Wafer-Investitionen im Jahr 2027 von etwa 180.000 Wafern im Jahr 2026 auf etwa 250.000 Wafer steigen könnten, was einer Steigerung von fast 40 % entspricht. Verglichen mit dem Wachstum der Gesamtproduktionskapazität dürfte die Veränderung der Produktstruktur jedoch offensichtlicher sein.
Es wird erwartet, dass die HBM4-Serie etwa 80 % der gesamten HBM-Lieferungen von Samsung ausmachen wird, von etwa 40 % im Jahr 2026. Das bedeutet, dass es bei Samsungs zukünftiger HBM-Produktionsausweitung nicht nur um eine einfache Erhöhung der Anzahl der Produkte geht, sondern eindeutig auf High-End-Produkte der neuen Generation wie HBM4 und HBM4E ausgerichtet ist.
Diese Anpassung steht in engem Zusammenhang mit der starken Nachfrage nach HBM im aktuellen KI-Infrastrukturmarkt. Da Unternehmen wie NVIDIA neue Generationen von KI-Beschleunigern auf den Markt bringen, erfordern GPUs und KI-spezifische Chips eine immer größere Speicherbandbreite und -kapazität, und HBM ist zu einer Schlüsselkomponente in Hochleistungs-KI-Rechnersystemen geworden. Da die Produktion von HBM mehrere Verbindungen wie DRAM-Herstellung, Wafer-Ausdünnung, TSV und fortschrittliche Verpackung erfordert, ist es normalerweise schwierig, mit der Geschwindigkeit der Kapazitätserweiterung schnell mit der wachsenden Nachfrage nach KI-Servern Schritt zu halten.
Samsung hat zuvor bekannt gegeben, dass seine HBM-Produktionskapazität im Jahr 2026 im Wesentlichen durch Kundenaufträge belegt ist, und das Unternehmen geht davon aus, dass sich der HBM-Umsatz für das Gesamtjahr im Vergleich zu 2025 mehr als verdreifachen wird. Gleichzeitig erklärte Samsung auch, dass selbst bei einer weiteren Ausweitung der Produktion die aktuelle Nachfrage nach HBM von Großkunden immer noch das Angebot übersteigt, das das Unternehmen bereitstellen kann, sodass einige Kunden begonnen haben, im Voraus mit Samsung über 2027 und eine längerfristige Lieferung zu sprechen.
Dies ist auch einer der Gründe, warum Samsung gleichzeitig die Produktionskapazität von HBM3E, HBM4 und HBM4E erweitert. Unternehmen müssen sich auf Bestellungen für Produkte der nächsten Generation vorbereiten und gleichzeitig den aktuellen Bedarf an KI-Beschleunigern erfüllen. Samsung hat zuvor erklärt, dass es die Produktionskapazität für 1c-DRAM weiter ausbauen und frühzeitig in HBM4 und HBM4E investieren wird.
Aus technischer Sicht ist eine der wichtigsten Änderungen zwischen HBM4 und HBM4E die höhere Anzahl von Stapelschichten und der größere Daten-I/O-Bereich. HBM4 erhöht den Daten-I/O von 1024 auf 2048 in HBM3E, was die Bandbreite erheblich erhöhen kann, aber auch den Stromverbrauch und den Wärmeableitungsdruck erhöht. Samsung reduziert den Stromverbrauch durch Niederspannungs-TSV-Technologie und Optimierung des Stromverteilungsnetzwerks und verbessert das Wärmemanagement im Inneren des Gehäuses.
Da die Anzahl der HBM-Stapelschichten weiter zunimmt, werden auch die Anforderungen an die Waferausdünnung, die Verzugskontrolle und die Verpackungsgenauigkeit während des Produktionsprozesses immer höher. Daher hat Samsung das Reinigungsvolumen von Glassubstraten deutlich erhöht, was in der Branche auch als Ausbau der Infrastruktur für die HBM-Produktion höherer Schichten angesehen wird.
Die Kapazitätserweiterung bedeutet jedoch nicht, dass alle diese Produkte in tatsächliche Lieferungen umgewandelt werden. Insbesondere hängt der zukünftige Massenproduktionsumfang von HBM4E auch von der Produktzertifizierung, den Tests und den tatsächlichen Bedürfnissen der Großkunden ab. Bei Samsung besteht immer noch eine Lücke zwischen der Kapazität, die das Unternehmen aufbauen kann, und der Menge an Produkten, die es letztlich an die Kunden liefern kann.
Derzeit ist Samsung im HBM4-Bereich in die Massenproduktionsphase eingetreten und hat damit begonnen, HBM4E-Muster an Großkunden zu liefern. Da der Markt für KI-Server und -Beschleuniger im Jahr 2027 weiter wächst, wird Samsung voraussichtlich immer mehr Produktionsressourcen auf hochwertige Produkte wie HBM4 und HBM4E konzentrieren. Nach aktuellen Branchenprognosen wird sich die HBM4-Serienproduktion von Samsung im Jahr 2027 mindestens verdoppeln, und auch ihr Anteil am gesamten HBM-Produktportfolio könnte deutlich von etwa 40 % auf etwa 80 % steigen, was bedeutet, dass Samsung die Verlagerung des HBM-Geschäftsfokus auf eine neue Generation von Speicher mit hoher Bandbreite beschleunigt.
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