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前言：

AI時代下，為滿足海量數據存儲以及日益增長的繁重計算要求，半導體存儲器領域也迎來新的變革，HBM技術從幕后走向臺前。

(資料圖)

HBM技術之下，DRAM芯片從2D轉變為3D，可以在很小的物理空間里實現高容量、高帶寬、低延時與低功耗，因而HBM被業界視為新一代內存解決方案。

作者|方文三

圖片來源|網絡

HBM目前成為了韓國人的游戲

自2014年首款硅通孔HBM產品問世至今，HBM技術已經發展至第四代，分別是：

HBM（第一代）、HBM2（第二代）、HBM2E（第三代）、HBM3（第四代）。

HBM芯片容量從1GB升級至24GB，帶寬從128GB/s提升至819GB/s，數據傳輸速率也從1Gbps提高至6.4Gbps。

目前，能夠穩定量產HBM的廠家，只有韓國的三星和SK海力士。

伴隨AI的快速繁榮，存儲巨頭們圍繞HBM的競爭也迅速展開，但主角只有韓國企業。

2010年，三星就緊隨SK海力士開始了HBM內存的研發。

并在2016年搶先SK海力士成功量產HBM2，將每個HBM堆棧容量提升至8GB。

此后又率先量產第三代HBM的青春版HBM3E。

2021年10月，一直緊咬三星的SK海力士又成功量產HBM3，重新奪回主動權。

2022年，全球50%的HBM出貨來自SK海力士，40%來自三星，美光占10%。

至此，HBM徹底成為了韓國人的游戲。

雖然HBM目前的市場規模還不到整個存儲芯片市場的1/10，也不乏其他技術競爭，但決定其能否普及的成本問題。

這恰恰卻是三星和SK海力士最擅長解決的:依靠大規模生產能力快速降低成本，拉高其他公司參與競爭需要的投資門檻。

三星和SK海力士鏖戰做大市場

總的來說，HBM的競爭還是在SK海力士、三星以及美光之間展開。

從技術上先來看，SK海力士是目前唯一實現HBM3量產的廠商，并向英偉達大量供貨，配置在英偉達高性能GPUH100之中，持續鞏固其市場領先地位。

全球排名第一的服務器CPU公司英特爾在全新的第四代至強可擴展處理器當中也推出了配備SK海力士HBM的產品。

A100和H100的顯存模塊并沒有采用常用的DDR/GDDR內存，而是HBM內存。

SK海力士提供了兩種容量產品，一個是12層硅通孔技術垂直堆疊的24GB（196Gb）；

另一個則是8層堆疊的16GB（128Gb），均提供819GB/s的帶寬。

此外，HBM3內存還內置了片上糾錯技術，提高了產品的可靠性。

SK海力士在今年6月收到了英偉達對HBM3E樣品的請求，并正在準備發貨。

HBM3E是當前可用的最高規格DRAMHBM3的下一代，被譽為是第五代半導體產品。

SK海力士目前正致力于開發該產品，目標是在明年上半年實現量產。

目前該公司正在為今年下半年準備8GbpsHBM3E產品樣品，并計劃在明年上半年實現量產。

近日，該公司在全球首次實現垂直堆疊12個單品DRAM芯片，成功開發出最高容量24GB的HBM3DRAM。

該產品容量較上一代HBM3DRAM提升50%。SK海力士已向客戶提供樣品，正接受客戶公司的性能驗證。

三星在去年技術發布會上發布的內存技術發展路線圖中，顯示HBM3技術已經量產，其單芯片接口寬度可達1024bit，接口傳輸速率可達6.4Gbps。

據業內消息人士周一透露，三星最近向客戶交付了具有16GB內存容量且能耗最低的HBM3產品樣品。

目前，16GB是現有HBM3產品的最大內存容量，數據處理速度為每秒6.4GB，為業界最快。

它還提供了12層24GBHBM3樣品，這是第四代HBM芯片，也是業界最薄的同類芯片。

三星對HBM的布局從HBM2開始，目前，三星已經向客戶提供了HBM2和HBM2E產品。

目前，三星正在準備批量生產年傳輸速度可達6.4Gbps的HBM3（16GB和12GB）產品，并計劃于下半年推出較HBM3容量更高性能更強的下一代HBM3P產品。

此前，三星電子一直致力于開發高性能計算（HPC）芯片，HBM芯片比重相對不大，但近日三星對HBM市場的關注度提升，HBM市場規模或迎來大幅增長。

三星電子HBM3正式向北美GPU企業供貨，HBM3在三星電子整體DRAM銷售額中所占比重或將從今年的6%擴大至明年的18%。

2024年預計實現接口速度高達7.2Gbps的HBM3P，預計2025年在新一代面向AI的GPU中見到HBM3P的應用。

美光科技走得較慢，于2020年7月宣布大規模量產HBM2E，HBM3也仍作為其產品線在持續研發之中。

結尾：

專家預測，HBM等AI專用DRAM的開發，將給半導體行業帶來巨大變革。

存儲半導體公司忙于開發超微制造工藝的時代已經過去，高效處理數據甚至具備處理數據能力的AI半導體技術的發展將變得如此重要，它將決定芯片制造商的未來。

部分資料參考：芯世相：《別的內存都在降價，為啥HBM漲了5倍？》，全球半導體觀察：《HBM：SK海力士、三星、美光三分天下》，電子工程專輯：《ChatGPT帶火HBM，存儲芯片“柳岸花明”？》，硅基研習社：《內存的新戰爭：韓國人還能贏多久？》

原文標題:AI芯天下丨產業丨HBM內存：韓國人的游戲

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