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HBM的护城河为何更深了——只是没人告诉你

OpenAI与英特尔近日承认,CXL无法替代HBM,两者是互补而非替代关系。这意味着三星和SK海力士对AI内存的垄断地位将进一步巩固,并对芯片价格与美对华出口管制产生连锁影响。

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那个未被选中的 HBM 替代方案

9月16日,美国一场AI基础设施大会上的一场小组讨论,给出了半导体行业揣测数月的结论:CXL——Compute Express Link互连协议,曾让许多人希望它能实现AI内存的民主化——无法取代HBM。正如英特尔架构主管在会上直言不讳地所说,它是补充,是辅助,而非对手。这一承认低调落地,未起波澜,但其影响却如涟漪般扩散至AI供应链的每一个角落。

OpenAI的评估对CXL的拥趸来说同样令人沮丧。几位工程师在闭门场合向多位与会者透露,他们在实际模型训练环境中未发现CXL附加内存的任何实质作用。他们表示,该协议唯一实际的用途是存放极少访问的数据——检查点归档、历史遥测数据、低频查询数据集——这些数据与训练运行和生产级大规模推理所要求的高带宽、低延迟相距甚远。一位OpenAI系统工程师将其形容为"用货运列车递送次日达包裹"。

这比技术细节本身更重要,不仅仅是因为这场争论已困扰半导体战略团队两年之久。很长一段时间里,CXL被宣扬为跳出HBM定价陷阱的逃生通道。随着AI集群成倍增加——不只是增长,而是倍增,新部署从数十块GPU扩展到数万台——HBM成本成为每笔计算部署的隐形税赋。新闻稿中没人谈论内存,但每一位追踪GPU采购成本的首席财务官都知道,真正的瓶颈在封装车间,而不在晶圆厂。CXL承诺让你用更便宜、更标准化的DRAM取而代之。一个公平的舞台。可独立于计算能力扩展的模块化内存。这一叙事在一个大多数工程师永远不会听到的会议室里的某个周二早晨就此终结。

赢家与输家

三星和SK海力士完胜。两者合计占据HBM市场约80%至85%的收入份额。三星供应其中大约一半;SK海力士在HBM3e良率方面一直占据优势,并率先通过英伟达旗舰架构的认证,拿走另一半重要份额。剩余部分属于中国产业——其尚未生产出任何具备批量竞争力的产品。长江存储(CXMT)的公告在纸面上令人印象深刻,但终究只是公告。

每家公司在构建AI基础设施时都付出了一定代价。没有替代方案,就意味着没有议价筹码。大型云服务商和AI供应商一直 quietly 寄希望于CXL或某种其他协议能引入内存的第二来源,从而引发价格竞争,迫使供应商相互竞价。如今这扇门已关上,至少在可见的未来内如此。英伟达客户与韩国内存厂商之间的下一轮合同谈判将以稀缺性为主导,而非选择权。

中国AI芯片制造商的损失最大——而且不仅仅源于替代方案的缺失。韩国在HBM领域的主导地位与美国收紧对华出口管制的努力正好重合,后者旨在限制中国获取先进半导体供应链。当华盛顿限制中国获取支持HBM的GPU时,同时也在巩固韩国的地位。CXL没有提供任何漏洞。没有任何变通方案能让中国实验室利用市面货架上现成的标准化组件自建AI内存堆栈。这个反馈回路是自我强化的:出口管制掐断中国的获取渠道,韩国企业截获释放的需求,其收入资助下一代研发,差距进一步拉大。

这一战略反馈回路十分清晰:韩国HBM主导地位增强→中国遏制收紧→北京追求自给自足的压力加大→美国维持禁运节点的动力增强→韩国主导地位进一步强化。这是一个闭环系统,首尔和台北之外的任何参与者都无法在不从根本上重构全球半导体架构的前提下打破这一循环。

护城河背后的数字

目前HBM3e模块的最高密度配置单价在每颗1500至2000美元之间浮动,不过实际价格具有高度流动性,且在锁定数月甚至数年的长期合同下进行着激烈谈判。清单价格所掩盖的是产能约束。三星和SK海力士的HBM产线已满负荷或接近满负荷运转。新产能正在陆续投产,但速度跟不上需求的增长轨迹。

英伟达即将推出的Blackwell和Rubin GPU产品线中,每颗芯片所需的HBM量将显著高于前代。据称Rubin每颗GPU需要多达192GB的HBM,这一跳跃正值行业期盼需求趋于稳定之时,反而加剧了内存的紧张局面。英伟达每代旗舰产品所需的HBM量较上一代增加约30%至40%。在数百万颗芯片上的叠加效应令人震惊。

三星得克萨斯州的新Fab 2项目及其扩大后的韩国平泽工厂均在目标未来两年内将HBM产能提升50%以上。SK海力士也在 pursuing 类似的产能扩张计划。然而,对于已签下尚未覆盖2028年需求的合同买家而言,这两条时间表均无法带来短期缓解。而且两者均未考虑需求可能超出当前预测的情景——鉴于模型开发的速度,这种情况日益常见。

中国的长江存储已宣布进军HBM领域的雄心,但独立分析师估计其首批可量产的产品最早也要到2027年才能到达量产阶段——甚至未必——且很可能落后当前一代整整一个身位。出口管制限制了先进光刻设备——尤其是ASML的EUV工具——的获取,使得追赶在结构上异常艰难。中国每一代错过的技术都是 lost learning,而在内存制造领域,学习效应是复利增长的。差距不只是技术层面的,更是时间维度的。

次生影响

这一时刻的后果远远超出定价和分配范畴。至少有三个方面值得关注。

首先,价值捕获的集中化。当内存被商品化并与计算脱钩时,价值流向设计和组装最终系统的公司。当内存受限且专有时,价值则向上游流向内存制造商。HBM与GPU的架构耦合意味着,在CXL未能成功替代HBM的世界里,三星和SK海力士所捕获的AI基础设施价值链份额将更大。这重塑了竞争格局,其影响远远超越内存细分市场本身。

其次,GPU架构的创新轨迹。如果HBM仍是训练集群唯一可行的内存层级,芯片设计将继续围绕内存带宽进行优化,而非探索计算与内存解耦的架构。我们有望看到对HBM堆叠密度、中介层设计和用于内存到GPU链路的硅光技术持续投入——这些方向都将强化现有供应链,而非挑战它。替代性架构——如依赖主机内存池化或离散化存储的方案——将仅限于推理和非训练负载,因为这些场景对带宽的要求不那么苛刻。

第三,政策维度。美国已经限制了对华HBM出口。此次关于CXL无法替代HBM的新确认,加强了维持——甚至可能扩大——这些限制的理由。如果CXL提供了替代路径,华盛顿将面临更难的抉择:限制替代方案,还是接受可能被滥用的漏洞?如今选择更简单了。监管环境 Likely 将进一步收紧,而非放松。

接下来会发生什么

直接后果是价格纪律的强化。在没有可信替代方案出现的情况下,HBM买家——主要是英伟达、微软、谷歌和Meta——将继续向供应商条款让步。三星和SK海力士不仅在价格上获得了议价能力,更在供应紧张时期获得了分配优先权。无法脱离HBM来出货自家旗舰芯片的英伟达是最脆弱的。其客户将通过更长的交付周期和更高的训练成本间接感受到压力。

还有一个更安静的后果:垂直整合野心的侵蚀。几家大型云服务商曾考虑设计定制内存解决方案或与替代内存制造商合作,以降低对韩国供应商的依赖。CXL一直是这些计划的 technical foundation。失去它之后,考量随之改变。阻力最小的路径仍然是适应现有供应链,尽管条款日益不利。

第三个后果涉及中国自主化努力的步伐。对出口管制和韩国主导地位的 frustration likely 会加速北京在国内内存生产上的投资,尤其是通过长江存储和国家支持的科研项目。但在缺乏基础工具和IP的情况下,加速也是缓慢的加速。结果将是碎片化的内存生态——世界其他地区一级,中国另建一级——具有不同的性能特征、不同的成本结构和不同的安全态势。

为何英语媒体Coverage遗漏了这一事件

这场小组讨论本身在专业圈子之外获得的关注寥寥无几。会议实录从未公开,也未伴随任何新闻稿。但其内涵却贯穿当前西方科技媒体中的每一则叙事。一种普遍的说法是,随着新架构涌现和竞争加剧,AI基础设施成本将下降。如今这个说法越来越站不住脚。另一种叙事是,随着台湾、中国和美国的巨额本土产能投资,韩国的半导体优势正在收窄。而在最具战略关键性的节点——AI内存——上,相反的情况正在显现。

这次格局调整并不戏剧化。没有什么是崩塌的。CXL仍有其作用——只是其支持者期望扮演的角色并非如此。它将作为带宽扩展器、推理工作负载的池化机制,以及那些无需HBM级性能的内存层级之间的桥梁。但在技术世界里,替代与补充之间的界限往往决定了谁捕获价值。HBM买家将继续支付溢价。韩国内存厂商将继续制定规则。而这一安排的地缘政治含义——谁掌控着驱动地球上最强系统的内存——才刚刚开始浮现。

那些在大讨论之前便已理解这一点的公司,早已开始调整战略。而那些未能理解的公司,将以同样方式以痛苦的方式学到教训,就像所有其他行业一样——当一个它们本以为会趋于合理化的投入成本翻了一倍,而他们却移开了目光。