SK海力士崛起史：从纺织厂到卡住AI脖子的HBM巨头

刚过去的7月10日 SK海力士在纽约纳斯达克交易所正式进行ADR挂牌 盘中一度涨近19% 此次IPO融资265亿美元 刷新了阿里巴巴保持十余年的海外企业赴美IPO融资纪录 也成为美国历史第二大股票发行 这使得SK海力士的市值超过1万亿美元 当你成为卡住全世界AI脖子的公司 你再怎么风光都不过分 韩国媒体说 穿着SK海力士的工服 不管是去相亲还是去到奢侈品门店 得到的都是VIP待遇 存储价格的暴涨 已经蔓延到了下游的消费电子 手机、平板、笔记本、游戏机都在涨价 疯狂的涨价幅度 甚至引来了消费者的集体诉讼 就在几周前 英伟达创始人黄仁勋的访韩行程中 又一次会见了SK海力士的掌门人崔泰源 这是两人在半年之内的第四次见面了 都快变成最好的朋友了 有没有 赴美IPO能给它（SK海力士）带来进一步的 AI产能扩张资金、解决韩国折价问题 以提升估值 以及扩展更广阔的国际投资者 这期视频我们来回顾一下 SK海力士是怎么崛起的 背后的韩国财阀与政治是怎么玩的 HBM技术为什么对AI来说如此重要 它与美光和三星之争 以及这背后比韩剧还精彩的 狗血八卦和离婚大案 我们今天就来讲讲SK海力士的故事 SK海力士的SK 就是现在韩国仅次于三星的第二大财阀 SK集团 韩国的SK集团 就像所有韩国财阀一样 SK在起家的时候做的是毫不起眼的生意 1953年 创始人崔钟健 接手了一家破败的纺织工厂 取名为鲜京纺织 刚刚成立的时候 整个厂子只有十几台纺织机 全是从战争废墟中收集回来的零部件 重新组装的 主要业务是一种半合成纤维 这是一种当时用来做床上用品的原料 之后二十多年 鲜京纺织开始了纵向扩张 在纺织行业 进行了从面料到成品的垂直整合 主要产品变成了从石油中提炼的合成纤维 在这期间 鲜京纺织收购了当时韩国第二大纺织企业 善日纺织 1980年 鲜京进行了公司史上最重要的一次收购 收购了当时韩国唯一的国有炼油公司 具有高度垄断性质的大韩石油公社 当时 韩国媒体普遍将此次收购视为 SK从纺织企业到顶级财阀的最关键节点 1994年 鲜京更上一层楼 收购了韩国移动通信 这是当时韩国唯一的移动通信运营商 是百分百垄断了当时的韩国移动通信市场 拥有全国唯一的一张移动通信网络 至此 鲜京是双剑合璧 拥有能源和通信两个关键领域的 两家垄断巨头 每年带来稳定的巨额现金流 这也是将来SK能够豪赌半导体的本钱 这两笔神奇的收购如果类比到中国 就像一家做纺织原料的民营企业 先后收购了中国石油还有中国移动 鲜京为什么能够以蛇吞象 我们后面再详细来说 1998年 鲜京集团正式更名为SK集团 SK就是鲜京的缩写 同一年 崔泰源接任SK掌门人 一直到今天 让我们暂时把目光 挪向另外一家韩国财阀 现代 上世纪80年代 韩国政府把半导体列为战略产业 国家控制的银行 向半导体产业提供巨额贷款 同时提供税收和投资激励 以此去和当时占统治地位的日本企业竞争 在这样的背景下 现代电子在1983年成立了 之后几年 现代电子先后从无到有 建立了DRAM量产体系 在中文语境下 财阀在韩国似乎是无所不能 连总统都要听财阀的 现在是不是这样 我们暂且不论 至少在韩国的军政府时期 绝对不是这样 我为什么一直说 韩国是一个非常特殊的经济体制呢 它表面上它是一个资本主义市场经济 但是其实尤其是在军政府时期 其实因为那个时候你企业要崛起 你是需要政府支持的 那么在这样一个行政力大于一切的时代 政府它是能够去掌握企业的命脉的 甚至就出现过一个很经典的案例 全斗焕时期 当时在釜山有一个本地的一个财阀吧 叫国际集团 国际集团当时在面对政府的捐款胁迫下 它是捐款最不积极的一个 然后就引发大怒 最后这家公司只用了20多天倒闭了 这个时期的财阀 更像是韩国政府实现国家意志的工具 政府允许财阀控制国家经济的命脉 与此同时 财阀也要代表国家 去参与高投入、高风险的国际产业竞争 如果只是想躺着数钱 财阀最好的选择 就是垄断石油和电信这样的要素行业 拿着利润去投资美国资本市场 而不是去搞存储 一直到AI爆发之前 存储都不能说是一个好生意 建工厂、买设备、研发技术、培养工程师 都需要巨额的资本投入 同时 在HBM出现之前 存储芯片是非常标准化的产品 很难做出差异化 这就必然导致存储行业的周期性 在存储行业 要想上牌桌 前期就需要极其高强度的资本开支 行业上行期扩产要烧钱 行业下行期要顶着巨额亏损逆周期投资 只为了能够熬死竞争对手 早期的存储行业是美国企业主导的 英特尔的第一个产品就是SRAM 而第一个商业化的DRAM产品 也是英特尔做的 但美国企业注重的是资本效率 追求的是高毛利和产品差异化 在日本企业崛起之后 德州仪器、IBM等公司 是相继退出了存储行业 美国企业退出之后 统治存储行业的是5家日本企业 NEC、三菱、日立、东芝和富士通 作为追赶者 韩国企业在之后十几年 持续地进行高强度投资 把杠杆拉满 进入90年代后 开始不断挤压日本企业的市场份额 形成了三星、现代电子 和LG半导体的三强格局 那个时候存储行业的玩家 还有从西门子拆分出来的英飞凌 和美国的独苗 美光 1996年开始 存储行业经历了周期性的产能过剩 价格暴跌 之后的1997年祸不单行 发生了亚洲金融危机 负债率普遍超过300%的韩国企业 面临着巨大危机 作为接受IMF援助的条件之一 1998年 韩国政府强推现代电子 和LG半导体的合并 起初 LG并不乐意合作 但是韩国政府威胁 要断掉整个LG集团的贷款 当时的总统发言人甚至露骨地说 合并无论如何都要进行 LG的二代掌门人叫具本茂 这是后来具本茂去世之后 我听LG的人跟我讲的 他们说其实具本茂一生最大的遗憾 就是LG半导体被强行推给了现代 主导这个重大并购案的 全经联的大厦在汝矣岛 LG总部的双子座大厦距离全经联大厦 走过去才5分钟 但是具本茂自从发生这件事之后 直到死再也没去过全经联大厦 他觉得LG之所以万年落后 就是归于这件重大并购案 他其实也在向全经联表达自己的不满 1999年5月 现代电子完成了 21亿美元收购LG半导体的交易 在自身债台高筑的同时 又继承了LG半导体的巨额债务 而不幸的是 刚刚完成合并的现代电子 转年又赶上了互联网泡沫破裂 内存价格又一次崩盘 而这一次 现代电子彻底撑不住了 2001年 现代电子被拆分 更名为Hynix Semiconductor Hynix来自现代Hyundai的前两个字母 和电子electronics的后半部分 所以听起来就是海力士 Hynix 才刚成立的海力士 可以说一上来就是天崩开局 同年11月 已经严重资不抵债 债务数次违约的海力士 被债权银行团接管 2002年是海力士作为一家独立公司 最危险的时刻 美光提出以换股的形式收购海力士 但当时的这笔交易看上去是皆大欢喜 债权银行能够脱手不良资产 美光如果吃掉海力士 就等于减少一个主要竞争对手 还能够扩大市场份额 但是美光提出的收购方案相当苛刻 美光的出价并不是现金 而是大约1亿股的美光股票 当时的价值大约是在29到34亿美元 美光想买的是海力士的产能和市场份额 但是并不想继承海力士的全部债务 也不保证所有的员工还有工作 美光甚至要求债权银行在收购完成之后 继续提供新的巨额贷款 果不其然 美光的收购计划 遭到了海力士的董事会和工会的强烈反对 董事会的理由是 美光给出的价格太低 而且美光股票的价格波动过大 换股这样的支付方式并不理想 美光要买的是核心的内存业务 其他部门在收购完成之后就不可能存活 而且当时DRAM的价格已经开始触底反弹 公司有独立活下去的希望 海力士工会则是威胁 如果收购成功 就发动全面罢工 我们知道 半导体工厂不是说开就开 说关就关 工厂一旦停摆 良率和设备都会受到影响 客户也会被吓跑 尽管债权银行团还是同意了收购计划 但是却在第二天被海力士董事会否决了 10名董事全部反对 随后 美光是撤回了对海力士的收购 扭头就转向了贸易诉讼 指控韩国政府和债权银行 对海力士的救助构成补助 要求美国政府对产自韩国的DRAM产品 征收惩罚性关税 不知道美光在如今有没有后悔 之后 海力士是经历了数次的债务重组 也经历了内存价格的起起落落 从2001年独立 一直到2011年 十年的时间 债转股之后的债权银行 始终是海力士的大股东 直到那个男人的出现 在这漫长的低谷期 海力士持续投资 相继推出DDR2、DDR3 GDDR、移动DRAM等产品 2008年金融危机之后 内存价格暴跌 行业又开始了一次大洗牌 2009年 从英飞凌拆分出来的奇梦达破产 同样在2009年 一直想把海力士脱手的债权银行公开招标 向43家韩国企业发出邀请 包括LG、现代、浦项、乐天、韩华等 几乎所有的韩国财阀 但是最终 只有一家名不见经传的公司投标了 第一次尝试很快不了了之 2010年 债权银行开始了第二次招标 而这次更惨 没有任何一家企业表示兴趣 直到2011年的第三次招标 那个男人出现了 作为唯一的投标方 SK以大约30.5亿美元 买下了海力士21.1%的股份 这是SK历史上金额最高的一次收购 自此 海力士有了新主人 也正式地更名为SK海力士 其实在收购海力士的时候 那时候韩国一定程度上已经将芯片 当作自己的下一代的一个发展目标了 那么相比于依赖于三星一家企业的 单一市场 那么SK的参与 它一定是能够促进这个市场的发展的 在韩国有一个非常特殊的点 就是很多的企业当中 甚至是贷款的过程当中 其实有很多国家政策性银行的身影的 那么在SK包括收购的过程当中 其实也是有很多产业银行贷出来的钱 又过了一年 NEC、三菱和日立的内存业务整合而成的 尔必达申请破产保护 这是日本历史上最大的制造业破产案 这个时候 美光又来了 也许是吸取了上次的教训 这次的美光用了以现金为主的收购方案 并且承诺 保留广岛工厂的全部产能和工作机会 2013年 美光对尔必达的收购完成 从此 内存行业形成了延续至今的 三星、SK海力士 还有美光的三巨头垄断格局 从2012年到今天 SK海力士在战略层面 是做对了两次关键的决策 第一是围绕半导体上下游进行收购 第二是押注高带宽内存 也就是HBM 我们先来说一下收购 SK集团收购了做半导体特种气体的 OCI Materials 收购完成之后更名为SK Materials 这笔收购 是SK集团进军半导体材料领域的关键 弥补了SK在特种气体领域的技术空白 也为先进制程提供了关键的材料支持 SK集团还从LG手中买下了硅片厂 LG Siltron 硅片是晶圆制造最基础的上游材料 此次收购是让SK有了韩国本土唯一的 大型半导体硅片供应商 之后 SK Siltron收购了 杜邦旗下的SiC Wafer 这是一家做碳化硅晶圆研发与生产的公司 2018年 SK海力士加入了贝恩资本牵头 收购东芝存储的财团 而东芝存储就是后来的铠侠 限于反垄断的要求 SK海力士无法控股 但是仍然是重要的战略投资者 2020年 SK海力士以90亿美元的高价 收购了英特尔的NAND和SSD业务 其中就包括了中国大连的NAND制造工厂 这次收购 是让SK海力士补全了 之前比较薄弱的NAND 还有企业级SSD的能力 2022年 SK海力士收购了韩国晶圆代工厂 Key Foundry 补全了成熟制程的芯片制造能力 一系列让人眼花缭乱的收购 是补全了SK在半导体上的生态能力 保证了上下游的原材料供给 也平滑了存储类产品天然的周期 这意味着 SK第一次可以吃到存储周期之外的钱了 我们把时间拨回到2013年 SK海力士刚刚稳定下来 他们押注了一项在当时属于极小众的技术 没人能够预料到 它会在未来卡住整个AI的脖子 这就是HBM 当时的公司属于“万年老二” 不能像三星那样靠主流的DRAM和NAND 就可以吃饱 而当时 在GPU领域的另一个“万年老二” AMD 则是在高端GPU上 被英伟达的Maxwell压得很难受 而我们知道 行业老二通常有动力押注边缘技术 就这样 两个“万年老二”开始一拍即合 开始合作开发第一代的HBM 2015年 搭载HBM1的AMD Fiji系列显卡上市 AMD官方就宣传称 这是全球首款的HBM显卡 初代的HBM证明了技术路线的可行性 但是商业上并不成功 整体架构的落后 使得Fiji系列显卡的性能 还是比不过英伟达的同代产品 对玩家们来说 GDDR5/6已经足够好了 没有必要用那么贵的HBM 而搭载HBM带来的高成本 并没有转化成高利润 第二代的HBM 在消费类GPU上依然不成功 搭载HBM2的AMD Vega系列显卡 在功耗、成本、游戏性能等方面 都没有优势 但已经开始在超算和数据中心领域 证明价值了 很重要的是 英伟达这个时候也意识到了HBM的价值 2016年推出的英伟达Tesla P100 主要服务深度学习等场景 这让业内第一次达成了共识 HBM虽然在消费显卡领域不行 但是却很适合需要大规模并行计算的场景 第三代HBM是真正的转折点 SK海力士在2021年开发HBM3 2022年实现量产 完美契合了AI大爆发的时间点 搭载HBM3的正是英伟达H100 AI大模型训练需求爆发之后 H100从一个高端数据中心GPU 变成了全球AI基础设施的硬通货 SK海力士因为率先通过HBM3的量产和认证 成为了H100最关键的HBM供应商 在早期 甚至是唯一的供应商 2024年3月 SK海力士开始量产HBM3E 用在H200、B200等最新型号的GPU上 从HBM3开始 海力士和英伟达的绑定就逐渐加深了 HBM不是普通的DRAM 不能随便换 不同的供应商的HBM 在封装、热特性 功耗、信号完整性、良率上面都有差异 如果更换供应商的话 英伟达就要重新验证 而台积电的封装也要相应的配合 而基于供应链安全的考虑 英伟达当然需要二供和三供了 但是SK海力士的主供地位 目前还无可取代 后面的故事 大家也都知道了 绑定了英伟达的SK海力士 股价、利润、出货量、市场地位都一飞冲天 没有SK的合作 就没有今天AI产业的欣欣向荣 黄仁勋访韩之后 SK海力士与英伟达达成了技术合作 双方将共同开发下一代内存 涵盖从Vera Rubin到Jetson Thor等 各大平台 SK海力士能够紧紧地绑定英伟达 能够稳定地供货HBM是关键的因素 所以为什么HBM这么重要 为什么SK海力士能够做到领先 我们这一段花一点时间 来弄清楚它的科技原理 一起来学习一下 如果是行业的技术人士 本来就很了解了 就可以跳过这一段的技术解释 下一段我们就开始讲狗血八卦了 很精彩 不要错过 HBM是高带宽内存 High bandwidth memory的英文缩写 它和普通内存最大的区别 正是体现在带宽上 这里说的带宽是指内存传输数据的速度 其实很早就有人发现了数据搬运速度 追不上计算速度的现象 但是之前 只存在于行业内工程师的抱怨当中 并没有被行业外所熟知 直到1994年 两位美国弗吉尼亚大学的学者 发表了一篇标题就很直白的论文 《撞上内存墙：显而易见的后果》

这是第一次有人用“内存墙”这个词 系统描述了算力增长速度 大于数据搬运增长速度的问题 这篇论文也是内存墙领域最著名 引用量最高的经典论文 论文中的逻辑其实很简单 就是简单的算术 按照摩尔定律 计算速度每18个月翻一倍 但是内存传输速度每10年才翻一倍 算力的增长速度 远远高于数据搬运的增长速度 按照这个速度差推算 10年之后 CPU会把90%以上的时间 花在“等内存传数据”上 计算能力再强也没有用 论文中甚至预测 将来的最终系统性能 将会完全由内存传输速度来决定 这可以说是一语成谶 早在AI爆发之前 全行业就撞上了内存墙 为了凿穿内存墙 预取器 非统一内存访问 多级缓存等技术 被发明出来 但是以上种种 本质上都是优化 只能把内存墙凿掉一点墙皮 都解决不了本质问题 直到HBM出现了 我们来对比一下现在主流的HBM3E 即将大规模铺货的HBM4 和最先进的DDR 以及GDDR的数据传输速度 甚至可以说HBM的出现 是这一轮AI爆发的先决条件之一 没有HBM 不管是模型的预训练 还是agent时代的推理做任务 都会慢到让最狂热的AI信仰者 也失去耐心 要了解HBM的数据传输速度 为什么如此之快 我们总结了三个关键词 3D堆叠、硅通孔技术TSV 还有批量回流模制底部填充MR-MUF 在HBM出现之前 内存是一块一块平铺在PCB电路板上 与GPU之间用铜线连接 如果把搬运数据比作运输 内存比作仓库 在HBM出现之前 要把货物运到几十个仓库 但是PCB板的面积有限 不可能无限扩容 3D堆叠就是把过去只有一层的仓库 建成了很多层的高楼 差不多的占地面积 存储容量是以前的好多倍 比如说 目前最新的HBM4 已经可以做到16层的堆叠了 但是新问题又来了 一层一层垒起来的仓库 货物要怎么上下楼 这就要讲到硅通孔技术了 它就是仓库大楼里面的高速电梯 硅通孔英文是TSV Through Silicon Via 是在硅芯片本身上 打几千个垂直穿透整个芯片的小洞 多层堆叠之后用数据凸点连接 形成垂直的铜线 这样叠在一起的芯片 就能通过这些铜线直接传输数据 不用再绕芯片表面的走线了 十几层叠在一起的芯片如何保证不塌了呢 在高温的工作环境下 如何能够保证每一层的热量都能够散出去 这就要用到批量回流模质底部填充技术 MR-MUF 你看这几个字 批量回流模制 底部填充 这是SK海力士中国官网使用的翻译 是不是每个词都懂 但是组合在一起脑子就蒙了 来 我们来一个个解释 MR-MUF分成两个部分 先说前半部分 MR MR是Mass Reflow的缩写 这里说的是一种焊接方法 几十层堆叠的芯片 不是一层一层分别焊上去的 而是把十几层芯片先堆叠在一起 做初步的固定 然后把已经堆叠好的多层芯片一起加热 让每层芯片之间的几千个微凸点 熔化、凝固 最终连在一起 这里说的mass是指大规模的 每层芯片上都有几千个凸点 Reflow指的是 焊接材料的重新流动、重新熔化 所以MR更好的翻译 应该是大批量再熔化焊接法 我们再来看一下后半部分 MUF MUF是Molded Underfill的缩写 说的是一种芯片的固定方法 已经焊接好的十几层芯片 每层芯片靠微凸点连接 但是微凸点之间还有大片的空隙 微凸点很小 机械强度有限 微凸点是铜做的 铜与硅之间的热膨胀系数不同 相互之间会产生热应力 如果放着空隙不填充 震动和热应力就会让微凸点断裂 Molded Underfill 就是把已经焊接好的十几层芯片 整体放在一个模具里面 在受控的温度和压力控制下 灌进去一种环氧树脂材料 等环氧树脂材料冷却、硬化之后 十几层堆叠的芯片 就算是一个完整的合体了 所以这里说的Molded是指用模具来搞 而underfill 是把每层芯片之间的缝隙给填满 在我们总结的这三个关键词当中 硅通孔技术最早是由IBM发明的 3D堆叠技术由日本、欧洲、美国多方推进 其中日本东北大学的 Mitsumasa Koyanagi的贡献非常的突出 批量回流模制底部填充技术 如果放在HBM的语境下 特别是在量产上 完全可以说是由SK海力士最先跑通 并且发扬光大的 这也是在能够制造HBM的“御三家”当中 SK海力士能够领先于三星和美光 率先绑定英伟达的关键 而三星则用的是另外的一种制造工艺 三星押注的叫TC-NCF 热压非导电薄膜技术 这是一种逐片热压的工艺 与SK海力士

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