本文由半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)縱橫（ID：ICVIEWS）綜合

HBM4！SK海力士又贏了。

今日，SK海力士宣布已成功完成面向AI的超高性能存儲(chǔ)器新產(chǎn)品HBM4的開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)了全球最高水平的數(shù)據(jù)處理速度和能效，并在全球首次構(gòu)建了量產(chǎn)體系。

消息發(fā)布后，SK海力士股價(jià)當(dāng)日盤(pán)中一度上漲超5%。

HBM（High Bandwidth Memory，高帶寬內(nèi)存）是一種能夠?qū)崿F(xiàn)高速、寬帶寬數(shù)據(jù)傳輸?shù)南乱淮鶧RAM技術(shù)和規(guī)范。 其核心結(jié)構(gòu)在于將多個(gè)DRAM芯片（通常4層、8層甚至12層）通過(guò)先進(jìn)的封裝技術(shù)垂直堆疊在一起。 正是由于HBM能以遠(yuǎn)超傳統(tǒng)內(nèi)存（如GDDR）的帶寬（即數(shù)據(jù)傳輸速率）運(yùn)行，因此它已成為高性能計(jì)算領(lǐng)域，特別是生成式AI所需GPU（圖形處理器）的理想內(nèi)存解決方案。 需要特別澄清的是，HBM與其說(shuō)是一種新型DRAM芯片本身，不如說(shuō)是一種定義了如何實(shí)現(xiàn)DRAM高速、寬帶寬互連的物理和電氣“接口規(guī)范”。

HBM4在帶寬、通道數(shù)、功耗、容量等多方面都進(jìn)行了改進(jìn)。首先是帶寬上的增加，通過(guò)2048bit接口提供高達(dá)8Gb/s的傳輸速度，總帶寬提高至2TB/s。另一個(gè)重要升級(jí)是每個(gè)堆疊的獨(dú)立通道數(shù)加倍，從16個(gè)通道（HBM3）增加到32個(gè)通道，每個(gè)通道包含2個(gè)偽通道。這為設(shè)計(jì)人員提供了更大的靈活性。其次是容量上的提升。HBM4支持4層、8層、12層和16層DRAM堆棧。這些芯片密度可達(dá)24Gb或32Gb，可提供64GB（32Gb 16高）的更高立方體密度。

HBM對(duì)于AI功能（特別是大規(guī)模訓(xùn)練和推理）、高性能計(jì)算以及高端顯卡至關(guān)重要，它能夠極大緩解數(shù)據(jù)吞吐的瓶頸，讓GPU等處理器高效運(yùn)轉(zhuǎn)。

SK海力士此次預(yù)測(cè)，將該產(chǎn)品引入客戶(hù)系統(tǒng)后，AI服務(wù)性能最高可提升69%。這能讓AI訓(xùn)練和推理更快、更高效。

SK海力士在HBM4的開(kāi)發(fā)過(guò)程中采用了自研的MR-MUF封裝技術(shù)和第五代10納米級(jí)（1b）DRAM工藝，MR-MUF工藝指在堆疊半導(dǎo)體芯片后，通過(guò)向芯片間隙注入液態(tài)保護(hù)材料并固化的方式保護(hù)層間電路，相較逐層堆疊芯片時(shí)鋪設(shè)薄膜材料的傳統(tǒng)方式，該工藝效率更高且散熱效果優(yōu)異。

SK海力士副總裁、HBM開(kāi)發(fā)負(fù)責(zé)人趙柱煥（Kwon Eon-oh）表示，“HBM4的開(kāi)發(fā)將成為業(yè)界新的里程碑”。趙柱煥是DRAM領(lǐng)域的專(zhuān)家，于2022年將全球首創(chuàng)的下一代工藝High-K Metal Gate (HKMG)引入到移動(dòng)DRAM、LPDDR中，提高了速度并降低了功耗消耗。2023年，他晉升為SK海力士高管，承擔(dān)起完成該公司HBM技術(shù)路線圖的重任。

目前高端HBM市場(chǎng)主要由三星、美光、海力士三大巨頭主導(dǎo)，頭部廠商在HBM上的競(jìng)爭(zhēng)異常激烈。SK海力士的HBM產(chǎn)品市場(chǎng)占有率位列第一，新品迭代上，此次SK海力士領(lǐng)先一步，但三星和美光也在積極跟進(jìn)，兩者均已經(jīng)開(kāi)發(fā)了HBM4產(chǎn)品，前者正在籌備樣品生產(chǎn)，計(jì)劃在2025年第四季度開(kāi)始初期生產(chǎn)，目標(biāo)是搭載于英偉達(dá)2026年推出的Rubin AI GPU，正計(jì)劃恢復(fù)建設(shè)平澤第五工廠，為下一代HBM準(zhǔn)備產(chǎn)能，后者已推出12層堆疊36GB HBM4樣品，進(jìn)入客戶(hù)驗(yàn)證階段，計(jì)劃2026年正式量產(chǎn)。

在HBM存儲(chǔ)器的發(fā)展過(guò)程中，散熱是個(gè)大問(wèn)題。若無(wú)法充分控制半導(dǎo)體芯片產(chǎn)生的熱量，可能會(huì)對(duì)產(chǎn)品性能、生命周期和功能產(chǎn)生負(fù)面影響。因此，除容量和帶寬外，包括散熱在內(nèi)均已成為先進(jìn)存儲(chǔ)器產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中的關(guān)鍵考慮因素。而控制散熱的一大手段就是封裝技術(shù)。

據(jù)悉，三星已經(jīng)將混合鍵合技術(shù)引入到第六代HBM產(chǎn)品，也就是HBM4，早于競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手SK海力士。這不僅顯著改善了發(fā)熱問(wèn)題，而且還明顯提升了I/O數(shù)量。隨著堆疊層數(shù)的增加，需要縮小芯片之間的間隙，引入混合鍵合技術(shù)可以縮小間隙，滿(mǎn)足需要更多垂直堆疊層數(shù)的HBM產(chǎn)品的生產(chǎn)。

當(dāng)前，HBM4的市場(chǎng)需求強(qiáng)勁，被廣泛應(yīng)用于AI、深度學(xué)習(xí)和高性能計(jì)算等領(lǐng)域。此前，英偉達(dá)CEO黃仁勛曾要求SK海力士提前六個(gè)月供應(yīng)HBM4芯片。此外，特斯拉最近也向SK海力士和三星電子表達(dá)采購(gòu)HBM4的意向，用于正在開(kāi)發(fā)的AI數(shù)據(jù)中心及其自動(dòng)駕駛汽車(chē)。而微軟、Meta向三星電子采購(gòu)定制HBM4芯片。

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