HBMの時代はHBFに取って代わられるのか？NVIDIAがMicronまたはSanDiskを買収する可能性は？ 韓国「高帯域幅メモリの父」の予言は実現するか？
韓国科学技術院（KAIST）の教授であり、「HBM（高帯域幅メモリ）の父」と呼ばれるキム・ジョンホ（Jung-Ho Kim）氏が、最近ある番組で「AI時代の主導権はGPUからメモリに移りつつある」と述べた。彼はさらに、NVIDIA（エヌビディア）がサムスン（Samsung）とSKハイニックス（SK Hynix）への依存から脱却するため、将来的にMicron（マイクロン）やSanDisk（サンディスク）といったメモリ企業を買収する可能性があると率直に語った。
キム・ジョンホ氏はまた、未来の新しい時代は現在のHBM（高帯域幅メモリ）からHBF（高帯域幅フラッシュメモリ）へと移行すると予測している。現在のHBMのMはDRAMだが、未来のHBFではFlash（フラッシュ）に変わるという。「HBMの時代は間もなく終わり、HBFの時代が来る！」とも予告した。
キム・ジョンホ教授は現在、世界的に著名なメモリ専門家であり、彼が所属するKAISTは韓国で最も影響力のあるトップ研究機関の一つと広く認められている。彼がこの予測を行った際、世界のメモリ関連企業の株価も同時に大幅に上昇し、市場で多くの議論を引き起こした。
HBMがHBFに取って代わられるという予測に、果たして合理性はあるのか？ NVIDIAが将来MicronやSanDiskを買収するという予言が実現する可能性は、どれほどあるのだろうか？
価格、消費電力 vs. 寿命：HBFのジレンマ
まず、HBMがHBFに取って代わられるという問題について見ていこう。
結論から先に述べると、価格と消費電力の比較では、HBFがHBMを凌駕する可能性は確かにある。しかし、寿命の観点から見ると、HBFにはHBMに及ばない点もある。
DRAMとFlashはどちらもメモリだが、両者には非常に異なる特性があり、機能と寿命において大きな違いがある。DRAMは主に高速な一時保存に使用され、寿命が長くコストが低い。一方、Flashは長期保存に使用され、寿命は限定的だが電源を切ってもデータは失われない。総じて見れば、DRAMの寿命はFlashより長く、特に書き込みを繰り返すアプリケーションにおいてその差は顕著だ。
このため、現在のAIシステムは、NVIDIAのロジック演算チップであるGPUに、SKハイニックス、Micron、サムスン電子が積層したHBMを加え、CoWoS（異なるチップを高速に統合するための重要な2.5D先端パッケージング技術）でパッケージングされている。ただ、現在HBMの価格は非常に高く、NVIDIAのGPUがすでに高価なことに加え、高価なHBMが組み合わさることで、AIシステムの価格が下がらない。これはNVIDIAにとって、早急に解決すべき問題である。
HBMの価格がこれほど高騰している最も重要な理由は、DRAMの製造プロセス技術がボトルネックに達していることにある。現在、DRAMの製造プロセス技術は10数ナノメートル以上で停滞しており、1x、1y、1zから、1α、1β、1γへと移行はしているものの、実際には各世代の進歩はごくわずかであり、10ナノメートル以下に微細化できていない。技術が微細化できなければ、チップ面積を小さくすることは難しく、価格が下がることも当然容易ではない。
さらに、HBMの製造方法は、多層のDRAMを積層し、シリコン貫通電極（TSV）をチャネルとして使用するもので、この方法は高価であることで知られている。なぜなら、各DRAMチップを非常に薄く研磨する必要があり、少し触れるだけで壊れてしまい、さらに反りの問題も発生するためだ。このように、HBM技術はボトルネックに直面しており、価格がムーアの法則の進歩の速さに追いつけなくなっている。
一方、Flashの価格下落速度ははるかに速く、メモリの使用コストを大幅に引き下げている。これもまた積層方式を用い、上へ上へと積み重ねているためである。現在、Flashの技術はすでに236層の製品を市場に投入できており、280層、さらには300層以上の技術も間もなく市場に登場しようとしている。学術界の研究によれば、将来的には1,000層程度まで積層可能とされており、積層によって容量とストレージ密度が大幅に増加することで、当然ながら価格も著しく低下させることができる。
しかも、現在のAIシステムは大量のデータを処理する速度を向上させるため、高速な並列処理を必要とするが、Flashチップ自体が積層の結果であり、並列処理の優位性を持っている。一方、DRAMの処理はランダム（random）であり、この点でもFlashは大きなアドバンテージを持つ。
AI産業全体のボトルネックから見ると、ロジックICを中心とする演算能力は、これまでに60,000倍向上したが、メモリ部分の機能は300倍の向上にとどまっている。また、通信伝送速度の向上は最低でわずか30倍であり、メモリと伝送は、ロジックICの急速な機能成長に追いついていない。将来のAIシステム全体のパフォーマンス向上は、これらのボトルネックから着手する必要があり、これがHBMがHBFに取って代わられるという議論が起こる理由でもある。
さらに、消費電力の観点から見ると、Flashは消費電力が少なく、電源を切ってもデータが保持されるため、それ自体は電力を消費しない。しかし、DRAMは常にリフレッシュ（更新）が必要である。DRAMの「D」はDynamic（動的）を意味し、DRAM内のデータは電源を切ると消えてしまうため、常にデータを更新し続ける必要があり、DRAMの消費電力はFlashよりも多くなる。
世界の主要なFlashメモリ（フラッシュメモリ）サプライヤーの一つであるMacronix（旺宏電子）の総経理である盧志遠（ルー・チーユエン）氏は、次のように述べている。「AIシステムはもともと非常に電力を消費するが、HBMを使用することでさらに消費電力が増大してしまう。そのため、製品特性の観点から、FlashでDRAMを置き換えるというのは非常に自然な考え方であり、NVIDIAもメモリメーカーに対し、HBFの方向に努力するよう絶えず促している」。
現在、DRAMの三大メーカーであるSKハイニックス、サムスン電子、Micron、およびFlashのトップ5メーカー（前述の3社に加え、Kioxia（キオクシア）とSanDisk）は、いずれもHBFの研究開発を加速することを約束しており、2026年末から2027年にかけて市場に投入される予定である。
しかしながら、寿命の観点から見ると、Flashの書き込み・読み出し寿命はDRAMよりもはるかに短い。DRAMはFlashのように物理的な摩耗を伴う消去・書き込み動作を必要とせず、厳格な書き込み回数制限がないためだ。寿命の長短は、将来AIシステムに組み込まれる際の重要な影響要因となる。
なぜなら、現在のAIシステムはロジックとメモリを一緒にパッケージングしているため、もしHBFが同様にこれらの先端パッケージング技術（例えばCoWoS）で封入された場合、HBF製品の寿命が短いと、交換が非常に面倒になるからだ。過去のようにマザーボードから直接抜き差しすればよいというわけにはいかず、CoWoSはすべてのチップを一体化しているため、その際どのように交換するのか、あるいはAIシステム全体を交換する必要があるのか、という課題にも直面する。
したがって、前述の記述に基づけば、価格と消費電力の比較において、HBFには確かにいくつかの優位性があり、将来的にHBMを凌駕または置き換える可能性がある。しかし、寿命の観点から見ると、HBFにはHBMに及ばない点もあり、これはHBMに取って代わろうとする際に克服しなければならない重要な問題である。
NVIDIAの買収戦略：なぜMicronまたはSanDiskなのか？
キム・ジョンホ教授が予測した、NVIDIAがサムスンとSKハイニックスへの依存から脱却するために、将来的にMicronやSanDiskといったメモリ企業を買収する可能性について。この予測も、当然ながら多くの議論を呼んでいる。
キム・ジョンホ教授が、NVIDIAが買収する可能性があるとしてサムスンやSKハイニックスではなく、MicronやSanDiskを挙げたことには、当然ながら理由がある。サムスンとSKハイニックスはいずれも業界トップ企業であり、買収される可能性は低い。加えて、両社は韓国企業であり、現在の韓国の強力な国力を代表する企業であるため、売却する理由はまったくない。
一方、MicronとSanDiskはいずれも米国企業であり、買収は比較的容易に見えるかもしれない。しかし、現在の地政学的な状況下で、半導体は各国が競い合う目標となっており、MicronとSanDiskも世界各国に生産拠点やオフィスを持っている。NVIDIAがこれら2つの米国企業を買収しようとしても、そのハードルは決して低くはないだろう。
もちろん、時価総額の大きさも鍵となる。MicronやSanDiskの時価総額が比較的小さいとはいえ、時価総額が数兆（Multi-trillion）ドルに達するNVIDIAであっても、必ずしも順調に手中に収められるとは限らない。
買収が成功するか否かは、あまりにも多くの条件や要因に左右される。しかし、NVIDIAがメモリサプライヤーに対し、価格を引き下げ、AIシステムと連携してより高い機能とより低いエネルギー消費を実現するよう望んでいることは、確かに現在のAI産業の発展における重点である。キム・ジョンホ教授の予言については、今後も引き続き注目していく価値があるだろう。
