传美国将限制HBM芯片对华出口，相关制造设备也

8月1日消息，据彭博社报导，美国考虑最快于今年8月下旬出台对华半导体限制新规，进一步限制中国取得AI芯片所需的HBM芯片和制造HBM芯片所需的半导体制造设备。这对于国内产业来说有何影响？

HBM2及以上芯片将被管制

随着生成式人工智能（AI）的持续火爆，市场对于高性能AI芯片的需求暴涨，这也直接带动了此类AI芯片内部所集成的HBM（高带宽内存）需求的爆发。

HBM是通过多个DRAM芯粒3D堆叠而成的，具备高带宽、高存储密度、低功耗和紧凑尺寸等优势，并且其往往与GPU、AI ASIC直接集成封装在一颗芯片当中，这也直接提升了数据搬运的效率，无论在AI和HPC应用中，其带来的高带宽、高容量、低时延特性，对大模型训练和推理效率的提升至关重要。

对于美国来说，为了阻止中国AI产业的发展，自2022年10月就开始出台限制政策，直接限制中国获取外部先进的AI芯片以及内部制造先进AI芯片的能力。而HBM作为高性能AI芯片所需的关键元件，自然也就成为了美国限制的一个方面。

消息人士透露，如果美国新的限制规则获得通过，包括HBM2和HBM3、HBM3e等更先进的HBM芯片，以及制造这些HBM芯片所需的设备都将会被禁止向中国出口。目前SK海力士、美光和三星是全球主要的三家HBM供应商，因此这些厂商都将会被禁止向中国出口HBM2及以上规格的HBM芯片。

由于中国政府2023年开始限制关键基础设施运营商采购使用美光芯片，因此美光也早就开始避免向中国销售HBM芯片，因此基本上不会受新规影响。

消息人士透露，目前不确定美国将使用何种权力来限制三星、SK海力士等韩国企业，但其中一种可能是“外国直接产品规则”（FDPR），只要使用美国技术制造，就有机会被实施控制，而SK海力士和三星都依赖于美国EDA厂商Synopsys、Cadence的设计软件，以及美国半导体设备大厂应用材料的半导体设备。

报道称，美国拜登（Joe Biden）政府已要求韩国限制向中国出口芯片技术，重点是制造设备，并采取类似美国已实施的管制措施。

此前的爆料称，三星目前正为英伟达中国版H20提供内置的HBM3芯片。因此，目前尚不确定美国即将出台的针对HBM的限制措施是否包括集成了HBM芯片的AI芯片的出售。

美国将如何限制国产HBM？

除了限制HBM2及更先进的HBM芯片对华出口之外，美国计划限制HBM相关制造设备对华出口。其主要目的就是为阻止中国DRAM大厂CXMT制造HBM，该公司目前已能少量制造HBM2內存。

虽然美国在2022年10月出台的对华半导体出口限制措施当中，就已经有包括了限制18nm以下的DRAM制造设备对华出口。这也就直接限制了中国生产先进DRAM的能力，这也就间接限制了中国生产先进HBM的能力，因为HBM就是由DRAM芯粒堆叠封装而成的。

△HBM是将多个DRAM芯粒堆叠在一起，Die之间通过TVS硅通孔和Microbump连接。DRAM下面是则是DRAM逻辑控制单元， 对DRAM进行控制。CPU/GPU和DRAM堆栈通过uBump和Interposer（起互联功能的硅片）连通。Interposer再通过Bump和 Substrate(封装基板）连通到BALL。

因此，美国如果要进一步限制中国生产先进HBM的能力，首先会考虑加强对中国的国产DRAM制造商生产先进的DRAM芯片能力的限制。因此，对于国产DRAM厂商来说，最大的限制可能还是“实体清单”，全面限制美系半导体设备和材料对中国DRAM制造商的供货。甚至美国的盟国日本、荷兰、韩国可能也会跟进。

彭博社的报道也表示，拜登政府正计划建立一份清单，列出中国生产HBM所需的设备和关键元件，并以更严格的FDPR标准实施限制。

除了限制中国国产DRAM制造商之外，美国计划降低先进DRAM內存的出口管制限制红线，作为全面限制HBM措施的一部分。即美国可能会直接限制三星、SK海力士、美光在华销售先进的DRAM晶圆，以阻止中国获得外部生产的先进DRAM来制造HBM。

现在国内的一些模组厂商确实就有采购三星、SK海力士、美光的DRAM晶圆自己来做内存模组。因此，利用这些厂商的DRAM晶圆来制造HBM确实是可能的。但是，鉴于美国现在对AI芯片管制，就意味着如果如果买这些厂商的DRAM晶圆来做HBM，大概率就会被制裁。因为目前HBM主要就是被用于AI芯片。所以目前没有什么厂商这么做。

那么美国是否会限制HBM堆叠封装所需的设备呢？对此，一位业内专家告诉芯智讯，在HBM封装方面，主要用到的技术就是TSV（硅通孔）技术，所需要的材料也就是硅中介层，这些严格来说都不是很先进的技术，依然还是传统的封装技术和材料，很多厂商都能做，只不过会面临良率的问题。

因为需要确保每层DRAM芯粒对准精度，TSV也需要垂直孔透每一层硅片，并避免对于芯粒的损伤，还需要在通孔内均匀的填充导电材料。这一过程涉及精密的刻蚀和填充技术，稍有不慎就可能导致电气连接问题或热应力问题。所以，对于HBM堆叠封装来说，设备和材料不是关键，懂得怎样提升良率才是关键。而决定HBM性能最关键的还是DRAM晶圆本身。

因此，对于国内来说，要想实现HBM的自主可控，依然是需要依赖于国产的DRAM厂商与国产设备商来配合实现。只要DRAM技术及DRAM晶圆制造能够实现突破，HBM的制造也就水到渠成。对于现有的国内的AI应用来说，只要能够做到HBM3或HBM3e可能也就够用了，现在很多出货的逻辑芯片的带宽都没有那么高。

值得一提的是，另外包括对120多家中国公司的制裁，涉及多个晶圆厂、EDA厂商和半导体设备商，以及对各种类型半导体设备的新限制，而日本、荷兰和韩国等盟友的半导体设备企业将排除在规定之外。

编辑：芯智讯-浪客剑