核心观点 - AI时代下数据中心从"算力至上"转向"带宽驱动",HBM成为支撑大模型计算的核心基础设施[1] - HBM已成为半导体巨头战略制高点,SK海力士/三星/美光均将其视为未来营收增长关键引擎[2] - 定制化HBM和混合键合技术是未来两大发展方向[4][12] 行业竞争格局 - SK海力士目前HBM市占率约50%(HBM3E达70%),领先三星(30%)和美光(20%)[6] - SK海力士已锁定英伟达/微软/博通等定制HBM客户,计划2025年下半年推出HBM4E定制产品[4][5] - 三星正与AMD/博通协商HBM4供应,美光则采取更保守策略与客户AI平台进度协同[6] 定制化HBM技术 - 定制HBM通过集成基础芯片功能至逻辑芯片,实现功耗/性能/面积优化,减少中介层延迟30%以上[7][9] - SK海力士将与台积电合作,在HBM4基础裸片采用先进逻辑工艺[5] - 定制HBM需构建完整生态系统(IP提供商/DRAM厂商/SoC设计方/ATE公司)[10] 混合键合技术 - 混合键合通过铜-铜直接连接实现DRAM堆叠,接触密度达10K-1M/mm²,能效提升1倍以上[12][17] - 三星计划2025年在HBM4采用该技术,SK海力士可能在HBM4E引入[17] - 应用材料收购Besi 9%股份布局混合键合设备市场,韩美/韩华半导体加速研发相关设备[18] HBM技术路线图 - HBM4(2026年):带宽2TB/s,容量48GB,采用微凸点键合和液冷技术[20][21] - HBM6(2032年):四塔架构实现8TB/s带宽,L3缓存使HBM访问减少73%[24] - HBM8(2038年):全3D集成架构达64TB/s带宽,双面中介层设计支持多种扩展方案[26][29] 技术创新路径 - 3D集成从微凸点键合过渡到无凸点Cu-Cu直接键合,TSV技术支撑垂直堆叠[29] - 冷却技术从液冷(HBM4)演进至嵌入式冷却(HBM7/HBM8),散热效率提升5倍[30] - HBM6四塔架构使LLaMA3-70B推理吞吐量提升126%,HBM7使GEMM功耗降低30%[30]
HBM,新大战