775 Mikrometer bremsen jeden KI-Speicherchip

Zwei Lieferanten, eine harte Grenze

Jeder heute verkaufte High-Bandwidth-Memory-Stack stößt an dieselbe physikalische Wand, und bei Hot Chips 2026 räumten die beiden Unternehmen, die fast den gesamten Markt beliefern, ein, sie hätten sie nicht durchbrochen, sondern nur unterschiedlich umgangen. Die Grenze liegt bei 775 Mikrometern, der Standarddicke eines 300-Millimeter-Logikwafers, und sie begrenzt, wie hoch ein HBM-Stack physisch werden kann: Jede zusätzliche DRAM-Schicht muss aus dünneren Chips mit engeren Abständen kommen, nicht aus zusätzlichem Silizium.

SK Hynix, der etablierte Lieferant hinter Nvidias aktuellen und kommenden Beschleunigern, und Samsung, der nächste Rivale auf der Verfolgerposition, nutzten dieselbe Augustkonferenz, um zu zeigen, wie sie die HBM-Bandbreite weiter steigern wollen, sobald schrittweise Anpassungen an dieser Grenze nicht mehr greifen. Ihre Antworten zeigen in entgegengesetzte Richtungen, und die jeweilige Wahl sagt ebenso viel über Risikobereitschaft wie über Physik aus.

SK Hynix setzt bis Rubin auf die sichere Variante

SK Hynix, der Lieferant, um den Nvidias Rubin-Generation bereits herum gebaut ist, erklärte bei Hot Chips 2026, Hybrid-Bonding, die seit Jahren erwartete Verpackungstechnik der Branche, werde für die nächste Speichergeneration HBM4E noch nicht bereit sein und frühestens mit HBM5 kommen. Bis dahin verlängert das Unternehmen sein bestehendes MR-MUF-Bonding, das bereits bei seinen 16-lagigen HBM3E-Stacks eingesetzt wird, durch die gesamte Rubin-Generation, statt mitten im Hochlauf auf ein unerprobtes Verfahren umzusteigen.

Die Zahlen zeigen, warum die spätere Umstellung wichtig ist: Hybrid-Bonding entfernt die mikroskopischen Kontakthügel, die gestapelte Chips heute trennen, lässt Kern-Chips bei 20 Lagen bis zu 24 Prozent dicker werden und senkt den Wärmewiderstand gegenüber MR-MUF bei dieser Höhe um rund 35 Prozent. Der heutige HBM4, noch mit der alten Methode verbunden, vereint mehr als 20.000 Silizium-Durchkontaktierungen und 16.148 Basis-Mikrohügel auf einer Fläche von 12,8 mal 11 Millimetern, mit einem Bandbreitenziel von über 2 Terabyte pro Sekunde bei 48 Gigabyte Kapazität. Jede Generation hat die Spitzenbandbreite gegenüber der vorherigen fast verdoppelt:

Samsung umgeht den Interposer komplett

Samsung setzte auf derselben Konferenz die Gegenwette: Statt die Verbindungstechnik gestapelter Speicherchips zu verfeinern, zeigte das Unternehmen zHBM, eine Architektur, die Speicher direkt auf den Rechenchip stapelt und den 2,5D-Interposer entfernt, der beide Komponenten seit einem Jahrzehnt physisch trennt. Samsung erklärt, das Design senke den Ein-/Ausgabe-Stromverbrauch, weil die SerDes-Schaltkreise und der Datenausrichtungs-Overhead entfallen, die ein Chip normalerweise für die Kommunikation über einen Interposer braucht.

Die eigenen Zahlen des Unternehmens beanspruchen 70 Prozent höhere Energieeffizienz und 230 Prozent mehr DRAM-Bandbreite gegenüber einem Standard-HBM4E-Stack und setzen rund 8,3 Prozent mehr Leistung für den Rechenchip selbst frei; in einer Konfiguration sparen vier zHBM-Stacks an einer 1.200-Watt-GPU rund 100 Watt. Samsung kombiniert die Idee mit einem angepassten HBM-Basis-Chip namens cHBM, der mit einem fortgeschrittenen Logikprozess SoC-ähnliche Funktionen hinzufügt statt der passiven Daten- und Testschaltkreise eines üblichen HBM-Basis-Chips, zusammen mit einem Heat Path Block, der die Hälfte der PHY-Fläche abdeckt und die Spitzentemperatur um mehr als 35 Prozent senkt.

Was mehrjährige KI-Kapazitätspläne einpreisen sollten

Käufer, die mehrjährige KI-Kapazitätszusagen unterschreiben, wetten damit faktisch auf SK Hynix' Roadmap, ob ihnen das bewusst ist oder nicht, denn Nvidias Rubin-Generation, auf der die meisten großen KI-Einsätze bis 2027 und 2028 laufen werden, ist um genau die Verpackungsmethode herum gebaut, die SK Hynix gerade als unverändert bestätigt hat. Das ist kein vorübergehender Engpass, der sich mit einer neuen Fab-Inbetriebnahme löst, sondern eine bekannte, physikalisch bedingte Grenze, die der Marktführer für mindestens einen weiteren vollen Produktzyklus lieber umgeht als löst.

Samsungs zHBM ist der eigentliche Unsicherheitsfaktor in dieser Rechnung. Bewährt sich die Technik im von Samsung beanspruchten Maßstab, würde sie nicht nur zusätzliches Angebot schaffen, sondern auch die Preis- und Zuteilungsmacht für die Generation nach Rubin neu verteilen, weil sie genau die Engstelle umgeht, die SK Hynix weiterhin verwaltet statt löst. Wer die Lieferantendiversifizierung für die Kapazität 2027/2028 abwägt, hat damit einen konkreten Grund, Samsungs Roadmap als mehr als nur eine Absicherung gegen SK Hynix' Marktanteil zu behandeln, sie ist eine Wette auf einen wirklich anderen Ansatz gegen dieselbe Grenze.

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