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]

中介层技术现状与挑战 - 电气中介层存在信号传输距离限制，插入损耗导致信号质量随距离下降，先进封装走线长度受限[1] - 硅中介层线路特征尺寸更小（0.5µm线宽/线距），有机中介层成本更低但尺寸更大（2µm线宽/线距）[2] - 金属厚度3µm的有机中介层线路横截面积仅6µm²，电阻特性显著，HBM连接线路长度可达7mm但速度受限（HBM4起始速度6.4Gbps）[2][3] 信号完整性解决方案 - 接地层发挥供电/阻抗控制/返回路径三重功能，采用"华夫格栅"结构（金属含量约50%）替代连续平面[7][8] - 射频电路需采用微带线/带状线技术控制阻抗，10GHz信号在15mm线路上需视为传输线[5] - 封装基板可作为替代方案，通过TSV技术降低厚度（ABF基板金属线更粗），但中介层仍保持尺寸优势[10] 光子技术突破 - 光子中介层（如Lightmatter Passage）实现8个光罩尺寸，波导连接点损耗极小，传输距离远超电气方案[11][12] - 光信号无回流问题，CMOS与硅光子集成中介层可消除SerDes线路瓶颈，芯片区域布局更灵活[11][12] - 光子技术尚未大规模量产，短期难以替代电气标准的中短距离传输[14] 技术优化方向 - 无掩模光刻可实现30nm线宽精度，适用于芯片/桥接器对准校正[4] - 硅中介层金属厚度≥2µm可能改善性能，需通过组件布局优化缩短高速信号路径[13] - 信号完整性分析需覆盖全路径组件（焊球/凸块等），接地平面必须纳入仿真模型[13]