HBM的核心優(yōu)勢(shì)：

1. 高帶寬，HBM技術(shù)通過其獨(dú)特的堆疊和互連方式，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)超傳統(tǒng)DRAM的帶寬，這對(duì)于需要處理大量數(shù)據(jù)的AI和高性能計(jì)算（HPC）應(yīng)用至關(guān)重要。

2. 低功耗，由于數(shù)據(jù)傳輸路徑的縮短，HBM技術(shù)在提供高帶寬的同時(shí)，還能有效降低功耗，這對(duì)于移動(dòng)設(shè)備和數(shù)據(jù)中心等對(duì)能效有嚴(yán)格要求的場(chǎng)景非常有價(jià)值。

3. 小尺寸，HBM的3D堆疊設(shè)計(jì)使得內(nèi)存可以在更小的空間內(nèi)提供更大的容量，這對(duì)于空間受限的設(shè)備，如智能手機(jī)和高性能計(jì)算設(shè)備，是一個(gè)巨大的優(yōu)勢(shì)。

HBM技術(shù)的這些核心優(yōu)勢(shì)，使其成為推動(dòng)AI和高性能計(jì)算領(lǐng)域發(fā)展的關(guān)鍵力量。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用的深入，HBM有望在未來的存儲(chǔ)市場(chǎng)中扮演更加重要的角色。

國際巨頭的HBM競(jìng)賽

國際巨頭們?cè)贖BM技術(shù)上的激烈競(jìng)爭(zhēng)，不僅推動(dòng)了技術(shù)的不斷進(jìn)步，更為整個(gè)行業(yè)的發(fā)展注入了新的活力。

巨頭爭(zhēng)霸，SK海力士的先發(fā)制人。

SK海力士在HBM技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展歷程，可謂是一部先發(fā)制人的傳奇。自2014年與AMD聯(lián)合開發(fā)首款HBM產(chǎn)品以來，SK海力士便一直走在HBM技術(shù)革新的前沿。2018年，SK海力士推出了HBM2產(chǎn)品，以其卓越的性能為高性能計(jì)算和人工智能領(lǐng)域帶來了革命性的改變。到了2021年，SK海力士再次以其全球首款HBM3的問世，鞏固了其在HBM市場(chǎng)的領(lǐng)先地位。

2024年，SK海力士在HBM領(lǐng)域的最新進(jìn)展是成功量產(chǎn)了HBM3E，這是繼HBM3之后的擴(kuò)展版本，也是目前DRAM中性能最高的產(chǎn)品。HBM3E的研發(fā)完成后僅隔7個(gè)月便開始向客戶供貨，這一成果展現(xiàn)了SK海力士在AI存儲(chǔ)技術(shù)上的領(lǐng)先地位。

HBM3E在速度方面，最高每秒可以處理1.18TB的數(shù)據(jù)，相當(dāng)于在1秒內(nèi)處理230部全高清電影。此外，SK海力士還采用了先進(jìn)的MRMUF技術(shù)，使得HBM3E的散熱性能比上一代產(chǎn)品提高了10%。

三星的追趕，從HBM2到HBM3E的跨越。

三星在HBM技術(shù)上的追趕歷程同樣值得關(guān)注，三星在2016年宣布開始量產(chǎn)4GB HBM2 DRAM，并在同年開始生產(chǎn)8GB HBM2。隨后，三星推出了容量高達(dá)36GB的HBM3E產(chǎn)品，成為三星容量最大的HBM。

2024年，三星在HBM領(lǐng)域的最新進(jìn)展是成功發(fā)布其首款12層堆疊HBM3E DRAM——HBM3E 12H，這是三星目前為止容量最大的HBM產(chǎn)品。HBM3E 12H支持全天候最高帶寬達(dá)1280GB/s，產(chǎn)品容量也達(dá)到了36GB，相比8層堆疊的HBM3 8H，在帶寬和容量上大幅提升超過50%。

三星的HBM3E產(chǎn)品采用了先進(jìn)的熱壓非導(dǎo)電薄膜技術(shù)，使得12層堆疊產(chǎn)品的高度與8層堆疊產(chǎn)品保持一致，以滿足當(dāng)前HBM封裝的要求。此外，三星還計(jì)劃在今年第四季度之前，將HBM的最高產(chǎn)量提高到每月15萬至17萬件，以此來爭(zhēng)奪2024年的HBM市場(chǎng)。

美光的后發(fā)優(yōu)勢(shì)，直接布局HBM3E。

美光科技在HBM技術(shù)領(lǐng)域采取了一種獨(dú)特的策略，即跳過HBM3直接研發(fā)HBM3E。這一決策背后的邏輯在于，美光希望利用其在1β（1beta）技術(shù)、先進(jìn)的硅通孔（TSV），和其他實(shí)現(xiàn)差異化封裝解決方案的創(chuàng)新技術(shù)上的優(yōu)勢(shì)，直接布局更為先進(jìn)的HBM3E技術(shù)。

2024年，美光在HBM領(lǐng)域的最新進(jìn)展是已經(jīng)開始批量生產(chǎn)HBM3E解決方案。美光的HBM3E引腳速率超過9.2Gb/s，提供超過1.2TB/s的內(nèi)存帶寬。美光HBM3E目前提供24GB容量，無論是用于訓(xùn)練海量神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)還是加速推理任務(wù)，美光的解決方案都提供了必要的內(nèi)存帶寬。

國產(chǎn)力量，武漢新芯與長(zhǎng)鑫存儲(chǔ)的HBM之路

長(zhǎng)鑫存儲(chǔ)作為國內(nèi)領(lǐng)先的DRAM制造商，被視為國內(nèi)在HBM技術(shù)發(fā)展上的最大希望。長(zhǎng)鑫存儲(chǔ)與封裝和測(cè)試廠通富微電合作開發(fā)了HBM樣品，并向潛在的客戶展示。此外，長(zhǎng)鑫存儲(chǔ)已經(jīng)開始準(zhǔn)備必要設(shè)備，計(jì)劃制造自己的HBM高帶寬內(nèi)存，以滿足迫切的AI、HPC應(yīng)用需求。

2024年，長(zhǎng)鑫存儲(chǔ)已經(jīng)向美國、日本的供應(yīng)商下單采購制造、組裝、測(cè)試HBM內(nèi)存的必要設(shè)備，這表明相關(guān)開發(fā)設(shè)計(jì)工作已經(jīng)完成，可以轉(zhuǎn)入投產(chǎn)階段。長(zhǎng)鑫存儲(chǔ)正在籌錢建設(shè)第二座DRAM內(nèi)存工廠，會(huì)導(dǎo)入更先進(jìn)的工藝，有可能會(huì)同時(shí)用來制造HBM。

此外，武漢新芯作為國內(nèi)存儲(chǔ)器制造商之一，在HBM技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展備受關(guān)注。近年來，武漢新芯已經(jīng)開始著手HBM的研發(fā)和生產(chǎn)工作。據(jù)公開信息顯示，武漢新芯正在建設(shè)月產(chǎn)能3000片晶圓的12英寸工廠，專門針對(duì)HBM的生產(chǎn)。此外，武漢新芯還發(fā)布了高帶寬存儲(chǔ)芯粒先進(jìn)封裝技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)線建設(shè)的招標(biāo)項(xiàng)目，計(jì)劃利用三維集成多晶圓堆疊技術(shù)，打造更高容量、更大帶寬、更小功耗的國產(chǎn)高帶寬存儲(chǔ)器(HBM)產(chǎn)品。

武漢新芯在HBM領(lǐng)域的最新進(jìn)展，包括其在三維集成多晶圓堆疊技術(shù)方面的成功研發(fā)，這標(biāo)志著公司在三維集成技術(shù)領(lǐng)域取得了重要進(jìn)展。公司計(jì)劃新增設(shè)備16臺(tái)套，以實(shí)現(xiàn)月產(chǎn)出能力大于3000片(12英寸)的目標(biāo)。這些進(jìn)展不僅展示了武漢新芯在先進(jìn)封裝技術(shù)領(lǐng)域的研發(fā)能力，也反映了其對(duì)于提升國內(nèi)產(chǎn)業(yè)化信心、推動(dòng)國產(chǎn)替代進(jìn)程的決心。

目前，武漢新芯和長(zhǎng)鑫存儲(chǔ)正處于HBM制造的早期階段，并且重點(diǎn)放在了HBM2的開發(fā)上。盡管國際上已經(jīng)有了更先進(jìn)的HBM3和HBM3E產(chǎn)品，但國內(nèi)存儲(chǔ)廠商目前還處于HBM2的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化階段。長(zhǎng)鑫存儲(chǔ)計(jì)劃制造自己的HBM高帶寬內(nèi)存，但具體要生產(chǎn)的HBM是第幾代尚不清楚，有可能是HBM3。

總體來看，國內(nèi)廠商在HBM技術(shù)上的發(fā)展仍處于早期階段，但隨著技術(shù)的進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程的推進(jìn)，有望在未來幾年內(nèi)取得更多的突破和進(jìn)展。

技術(shù)、工藝、成本、供應(yīng)鏈，HBM的難題還有很多

在全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的版圖中，HBM技術(shù)以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，正成為推動(dòng)AI、HPC等領(lǐng)域發(fā)展的關(guān)鍵力量。隨著這些領(lǐng)域?qū)?shù)據(jù)處理能力的渴求日益增長(zhǎng)，HBM市場(chǎng)迎來了爆發(fā)式的增長(zhǎng)機(jī)遇。

然而，市場(chǎng)的繁榮背后，HBM產(chǎn)業(yè)同樣面臨著供應(yīng)鏈的多重挑戰(zhàn)。產(chǎn)能的擴(kuò)張需要巨額的資本投入和時(shí)間成本，而良率的提升則是保證產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵。在HBM的生產(chǎn)過程中，每一個(gè)環(huán)節(jié)的優(yōu)化都至關(guān)重要，從晶圓制造到封裝測(cè)試，每一個(gè)步驟的效率和質(zhì)量都直接影響著最終產(chǎn)品的性能和成本。

成本控制是HBM制造商必須面對(duì)的另一個(gè)重要課題，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇，如何通過技術(shù)創(chuàng)新和規(guī)模效應(yīng)來降低成本，成為了企業(yè)能否在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中脫穎而出的關(guān)鍵。

此外，供應(yīng)鏈的穩(wěn)定性也是影響HBM產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要因素。原材料供應(yīng)的波動(dòng)、生產(chǎn)設(shè)備的更新?lián)Q代、以及全球貿(mào)易環(huán)境的變化，都可能對(duì)HBM的供應(yīng)鏈造成影響。

對(duì)于整個(gè)行業(yè)來說，如何持續(xù)推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新，滿足不斷增長(zhǎng)的市場(chǎng)需求，同時(shí)應(yīng)對(duì)供應(yīng)鏈的不確定性，將是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要課題。第六部分，HBM技術(shù)的未來展望

我們可以預(yù)見的是，HBM技術(shù)將繼續(xù)沿著提升帶寬和容量的道路前進(jìn)。隨著HBM3E的推出，未來的HBM4甚至HBM5將可能實(shí)現(xiàn)更高的性能標(biāo)準(zhǔn)，為AI和HPC等數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用提供更加強(qiáng)大的支持。

隨著3D集成技術(shù)的發(fā)展，未來的HBM可能會(huì)采用更先進(jìn)的TSV技術(shù)，實(shí)現(xiàn)更高層數(shù)的堆疊，從而在有限的空間內(nèi)提供更大的存儲(chǔ)容量，和更快的數(shù)據(jù)傳輸速度。同時(shí)，隨著新材料和新工藝的應(yīng)用，HBM的性能和可靠性也將得到進(jìn)一步提升。

此外，HBM技術(shù)與其他存儲(chǔ)技術(shù)的融合，也是一個(gè)值得關(guān)注的發(fā)展方向。例如，HBM技術(shù)與新興的存儲(chǔ)級(jí)內(nèi)存（SCM）技術(shù)如英特爾的3D XPoint或MRAM等結(jié)合，可能會(huì)創(chuàng)造出全新的存儲(chǔ)解決方案，這些方案將結(jié)合HBM的高帶寬特性和SCM的非易失性特點(diǎn)，為數(shù)據(jù)中心和邊緣計(jì)算提供更加高效、可靠的存儲(chǔ)選項(xiàng)。

HBM技術(shù)的商業(yè)化進(jìn)程不僅依賴于技術(shù)本身的發(fā)展，還需要整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同和完善。從原材料供應(yīng)、生產(chǎn)制造、封裝測(cè)試到最終的市場(chǎng)應(yīng)用，每一個(gè)環(huán)節(jié)都需要緊密配合，共同推動(dòng)HBM技術(shù)的發(fā)展。

在產(chǎn)業(yè)鏈的上游，材料供應(yīng)商需要提供更高性能的硅晶圓和封裝材料，以支持HBM技術(shù)的發(fā)展。中游的晶圓制造和封裝測(cè)試企業(yè)則需要不斷提升工藝水平，提高產(chǎn)品的良率和可靠性。在下游，系統(tǒng)制造商和應(yīng)用開發(fā)者需要緊密合作，開發(fā)出能夠充分利用HBM技術(shù)優(yōu)勢(shì)的產(chǎn)品和解決方案。

此外，政府的政策支持、行業(yè)協(xié)會(huì)的標(biāo)準(zhǔn)化工作以及資本市場(chǎng)的投資，也是推動(dòng)HBM產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展的重要因素。通過政策引導(dǎo)和資金支持，可以加速HBM技術(shù)的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。同時(shí)，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定和推廣將有助于統(tǒng)一技術(shù)規(guī)范，降低市場(chǎng)準(zhǔn)入門檻，促進(jìn)HBM技術(shù)的廣泛應(yīng)用。

總之，HBM技術(shù)的未來展望是光明的，但也充滿挑戰(zhàn)。通過不斷的技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同以及政策和資本的支持，HBM技術(shù)有望在未來的存儲(chǔ)市場(chǎng)中扮演更加重要的角色，為推動(dòng)整個(gè)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)。

來源：數(shù)智猿