DRAM je kvůli AI dražší než nejmodernější čipy

Paměťové čipy jsou v současnosti jednou z nejžádanějších součástí AI infrastruktury. Rostoucí poptávka po serverové paměti a HBM omezuje dostupné výrobní kapacity a tlačí ceny DRAM nahoru. TSMC zároveň čelí silné poptávce po svých nejmodernějších výrobních procesech, které využívají výrobci procesorů a AI akcelerátorů. Nový výpočet společnosti Kurnal Insights ukazuje, jak výrazně se ekonomika paměťových čipů změnila. Analýza porovnává hodnotu DRAM na jeden milimetr čtvereční křemíku s cenou výrobní kapacity u TSMC.

2nm wafer může stát přes 630 tisíc korun

U TSMC vychází podle odhadu cena zpracování 300mm waferu na přibližně 424 tisíc Kč u 3nm procesu a asi 637 tisíc Kč u 2nm procesu. Jde o přepočet částek 20 000 a 30 000 dolarů při kurzu zhruba 21,23 Kč za dolar.

Po rozpočítání ceny na celkovou plochu waferu vychází přibližně:

• TSMC N3: 6 Kč za mm²
• TSMC N2: 9 Kč za mm²

Tyto hodnoty ale představují pouze nominální cenu celého waferu rozpočítanou na jeho plochu. Nezohledňují okraje waferu, testovací struktury, vadné kusy, dělení ani výrobní výtěžnost. Nejde tedy o skutečnou cenu jednoho použitelného čipu.

DRAM se dostává na úplně jinou úroveň

U pamětí je výpočet založený na jiné logice. Kurnal Insights pracuje s cenou přibližně 31,85 Kč za 1 Gb DRAM a následně ji kombinuje s hustotou jednotlivých generací paměťových čipů.

Výsledkem jsou výrazně vyšší hodnoty u modernějších výrobních technologií:

• 1y DRAM: přibližně 7 Kč/mm²
• 1z DRAM: přibližně 8,70 Kč/mm²
• 1b DRAM: přibližně 13,90 Kč/mm²

U nejmodernějšího uvedeného typu 1b tak vychází teoretická hodnota jednoho milimetru čtverečního o více než 50 % výše než u nominální ceny TSMC N2.

Důvodem není to, že by výroba DRAM byla technologicky dražší. Právě naopak. Paměťové čipy se vyrábějí levněji než nejpokročilejší logické čipy na 2nm a 3nm procesech. Rozdíl vzniká především kvůli současným prodejním cenám pamětí.

DDR5 se prodává za rekordní částky

Výpočet navíc poměrně dobře odpovídá současnému vývoji na trhu. Podle dat DRAMeXchange se 16Gb DDR5 eTT 21. září obchodovaly v průměru za 24,80 dolaru, tedy přibližně 527 Kč za jeden čip. To odpovídá zhruba 32,9 Kč za 1 Gb. Při této ceně by hodnota 1b DRAM vycházela přibližně na 14,35 Kč za mm², tedy ještě o něco výše než v původním výpočtu.

Neznamená to ale, že výrobci pamětí skutečně dostávají za každý milimetr čtvereční takovou částku. Výpočet pracuje s cenou prodávané paměti a její hustotou. Jde tedy spíše o teoretickou hodnotu křemíku, nikoliv o výrobní náklad.

Srovnání má jeden zásadní háček

Právě tady je potřeba být při interpretaci opatrný. Cena waferu u TSMC a cena DRAM na trhu nejsou stejné typy údajů. TSMC prodává výrobcům čipů výrobní kapacitu a cena waferu závisí například na objemu objednávek, zákazníkovi, smluvních podmínkách a dalších faktorech. U DRAM se naopak pracuje s cenou hotových paměťových čipů. Do výsledného srovnání navíc vstupují další náklady. Logické čipy často vyžadují dražší pouzdření a pokročilé technologie balení, které v tomto jednoduchém výpočtu nejsou zahrnuté.

Také spotové ceny DRAM nemusí přesně odpovídat cenám, za které výrobci jako Samsung, SK hynix nebo Micron prodávají většinu své produkce. Spotový trh je v současnosti omezený a některé transakce jsou nepravidelné. TrendForce zároveň upozorňuje, že kontraktní ceny DRAM a spotové ceny se mohou výrazně lišit.

AI mění ekonomiku výroby pamětí

Přesto je současný trend pozoruhodný. AI infrastruktura spotřebovává obrovské množství paměti a výrobní kapacity se přesouvají směrem k serverovým produktům a HBM. TSMC zase kvůli silné AI poptávce rozšiřuje kapacity svých pokročilých procesů, včetně 3nm výroby. Výsledkem je situace, kdy může mít omezená plocha křemíku určená pro DRAM vyšší tržní hodnotu než stejně velká plocha nejpokročilejšího logického waferu. Je však důležité zdůraznit, že z tohoto výpočtu nelze říct, že výroba DRAM je obecně dražší než výroba procesorů nebo AI akcelerátorů. Jde především o důsledek současného cenového prostředí a obrovské poptávky po pamětech. Skutečné výrobní náklady, výtěžnost, balení a dlouhodobé kontraktní ceny by celé srovnání výrazně změnily.

AI tak postupně mění nejen to, kolik paměti datacentra potřebují, ale také ekonomiku samotného křemíku, na kterém jsou moderní paměťové čipy postavené.