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Nachfrage steigt enorm

Führt der HBM-Boom zur DRAM-Knappheit?

21. Mai 2024, 5:59 Uhr | Heinz Arnold

Die Entwicklung des Marktanteils der HBMs gemessen am Gesamtmarkt bezüglich der ausgelieferten Bits und des Umsatzes.

Die führenden Hersteller fahren die Zahl der Wafer für die Fertigung der neusten DRAM-Generationen laut TrendForce hoch. Bis Ende des Jahres sollen 40 Prozent der Kapazität der Fertigung von 1alpha-nm-DRAMs und darunter gewidmet sein.

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Weil die High Bandwidth Memories (HBM) stark nachgefragt werden und für die Hersteller profitabel sind, wird ihrer Produktion Priorität gegeben. Begrenzte Ausbeute im Bereich von 50 bis 60 Prozent und der höhere Platzverbrauch auf dem Wafer in Höhe von 60 Prozent gegenüber herkömmlichen DRAMs bedeutet, dass für die Fertigung von HBMs mehr Wafer benötigt werden. In Abhängigkeit von den TSV-Kapazitäten (Through Silicon Vias) bei den jeweiligen Herstellern schätzt TrendForce den Anteil der HBMs bis Ende des Jahres auf 35 Prozent der insgesamt zur Verfügung stehenden High-End-Wafer-Kapazität. Die übrige Kapazität nutzen die Hersteller für LPDDR(x)- und DDR5-Produkte.

In diesem Jahr wird HBM3e zum führenden HBM-Typ aufsteigen, wobei der größte Teil in der zweiten Jahreshälfte ausgeliefert wird. Derzeit sind SK hynix und Micron die führenden Hersteller. Beide fertigen in einem 1-beta-nm-Prozess und liefern bereits an Nvidia. Samsung fertigt auf Basis eines 1alpha-Prozesses und schließt die Qualifizierung voraussichtlich im zweiten Quartal ab.

Zudem plant Nvidia die Produktion des »GB200« 2025 hochzufahren. Er benötigt 192/384-GB-HBMs, was den HBM-Output voraussichtlich verdoppeln würde. Falls also nicht ausreichend in Kapazitätserweiterungen investiert würde, könnte die Priorisierung der HBM-Kapazitäten zu einer DRAM-Knappheit führen.

Weil die DRAM-Nachfrage in den Sektoren PCs, Server und Smartphones wächst, steigt auch die Nachfrage nach DRAMs von Quartal zu Quartal, die in fortgeschrittenen Prozessen gefertigt werden. Am stärksten fällt der Anstieg der DRAM-Kapazität in Servern aus, insbesondere in KI-Servern, die pro Einheit 1,75 TB benötigen. Mit dem Start der Massenproduktion von neuen Prozessor-Plattformen wie »Sapphire Rapids« von Intel und »Genoa« von AMD, die DDR5-Typen benötigen, wird die Marktdurchdringung der High-End-DRAMs bis Ende des Jahres 50 Prozent erreicht haben.

Allerdings sind die Hersteller nach den Erfahrungen im Jahr 2023 sehr vorsichtig mit ihren Kapazitätserweiterungen. Weil der Anteil der HBMs an den zur Verfügung stehenden Wafern steigt, und der Bedarf an DDR5-und LPDDR(X)-Typen im zweiten Halbjahr ebenfalls nach oben geht, sind die Kapazitäten für die Fertigung von High-End-DRAMs begrenzt. Kapazitätszuteilungen blieben also wesentlich im zweiten Halbjahr, um festzulegen, ob das Angebot den Bedarf treffen kann.

Falls die Hersteller ihre Kapazitäten für die fortschrittlichen Prozesse nicht ausbauen, könnte das laut TrendForce zu einer DRAM-Knappheit führen.

Samsung gehe davon aus, dass die Fabs bis Ende 2024 bei voller Auslastung laufen. Die neue Fab »P4L« soll bis 2025 fertig werden. Die Linie 15 will Samsung 2025 von 1Y-nm- auf 1beta-nm-Prozesse umstellen.

SK hynix plant die Kapazität der Fab »M16« im nächsten Jahr zu erhöhen, die neue Fab »M15X« wird ebenfalls 2025 fertig und die Massenproduktion soll Ende 2025 starten. Das Werk von Micron in Taiwan wird im kommenden Jahr zur vollen Kapazität zurückkehren. Die neue Fab in Boise wird ebenfalls 2025 fertig, die Massenfertigung startet 2026.

TrendForce merkt dazu an, dass zwar einige neue Werke im kommenden Jahr fertig werden, dass aber noch unklar ist, wann sie die Fertigung in Stückzahlen tatsächlich aufnehmen werden. Das hänge von der Profitabilität in diesem Jahr ab. Weil die künftigen Kapazitätsexpansionen von den künftigen Einnahmen abhängen, wollen die Hersteller in diesem Jahr auf jeden Fall weitere Preiserhöhungen durchsetzen.