HBM，競(jìng)爭(zhēng)激烈

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隨著人工智能（AI）需求的爆炸式增長(zhǎng)，高性能高帶寬內(nèi)存（HBM）的重要性日益凸顯，而作為HBM核心的邏輯芯片（基板）的競(jìng)爭(zhēng)也日趨激烈。特別是從第七代HBM4E開(kāi)始，三星電子和SK海力士預(yù)計(jì)將通過(guò)應(yīng)用先進(jìn)工藝制造基板，展開(kāi)性能大戰(zhàn)。

據(jù)業(yè)內(nèi)人士3月23日透露，HBM4E市場(chǎng)預(yù)計(jì)將于明年正式啟動(dòng)，而底層芯片策略的重要性預(yù)計(jì)將進(jìn)一步提升。底層芯片是HBM堆疊最底層的芯片，它起到基座的作用，直接連接到圖形處理器（GPU）。

基片芯片充當(dāng)連接GPU和顯存的通道。在這種情況下，隨著人工智能需求的爆炸式增長(zhǎng)，GPU的數(shù)據(jù)處理量也隨之激增，因此提升基片芯片的性能變得尤為重要。為此，三星電子采用其先進(jìn)的4納米工藝，提升了第六代HBM4顯存芯片的基片芯片性能。SK海力士則采用了臺(tái)積電的12納米工藝。

三星電子采用了領(lǐng)先于競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的10納米級(jí)第六代（1c）DRAM工藝，并采用了先進(jìn)的芯片代工工藝，據(jù)評(píng)估，其在HBM4性能方面已超越SK海力士。三星電子上個(gè)月率先在業(yè)內(nèi)開(kāi)始量產(chǎn)HBM4，其數(shù)據(jù)處理速度可達(dá)11.7Gbps，并支持最高13Gbps的傳輸速度。

據(jù)報(bào)道，SK海力士正在考慮從第七代HBM4E開(kāi)始，在其芯片基礎(chǔ)層采用臺(tái)積電的3納米工藝。此舉被解讀為SK海力士試圖通過(guò)提升HBM4E及后續(xù)產(chǎn)品的性能來(lái)與三星展開(kāi)競(jìng)爭(zhēng)。此外，該公司還計(jì)劃在其DRAM芯片方面采用1c工藝，取代現(xiàn)有的10納米級(jí)第五代（1b）工藝。三星電子則計(jì)劃在其芯片基礎(chǔ)層沿用第六代產(chǎn)品的4納米工藝。不過(guò)，三星計(jì)劃通過(guò)提升控制電流流動(dòng)的晶體管的性能，在保持能效的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)16Gbps的更高性能。

具體而言，一項(xiàng)分析表明，從第七代芯片開(kāi)始，“定制化HBM”市場(chǎng)將真正開(kāi)放——客戶(hù)需要根據(jù)應(yīng)用需求定制產(chǎn)品，以提高能效和性能。這將增加對(duì)采用更細(xì)線(xiàn)寬的基礎(chǔ)芯片的需求，以便添加一些邏輯功能，從而提升計(jì)算性能和能源管理效率。一位業(yè)內(nèi)人士表示：“下一代HBM芯片的趨勢(shì)是采用先進(jìn)工藝的基礎(chǔ)芯片，以實(shí)現(xiàn)客戶(hù)所需的每瓦性能或性能。”

據(jù)稱(chēng)SK海力士正考慮采用臺(tái)積電3nm工藝制造HBM4E邏輯芯片

隨著三大內(nèi)存巨頭均接近完成HBM4芯片的出貨，下一代HBM的競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，先進(jìn)制程工藝成為焦點(diǎn)。據(jù)報(bào)道，三星計(jì)劃采用其自主研發(fā)的4nm工藝生產(chǎn)HBM4E邏輯芯片，而據(jù)《朝鮮日?qǐng)?bào)》報(bào)道，SK海力士正在考慮采用臺(tái)積電的3nm工藝生產(chǎn)HBM4E邏輯芯片。

據(jù)ETNews此前報(bào)道，三星電子副總裁兼存儲(chǔ)器開(kāi)發(fā)負(fù)責(zé)人黃相俊表示，HBM5 的基礎(chǔ)芯片將采用三星晶圓代工的 2nm 工藝，而 HBM4 和 HBM4E 則采用 4nm 基礎(chǔ)芯片。

如果得到證實(shí)，SK 海力士此舉似乎旨在通過(guò)將先進(jìn)工藝應(yīng)用于 HBM 的堆疊式 DRAM 以及處理計(jì)算的邏輯芯片，來(lái)獲得性能優(yōu)勢(shì)。

《朝鮮日?qǐng)?bào)》進(jìn)一步指出，SK海力士預(yù)計(jì)將在其HBM4E核心芯片上采用10nm級(jí)第六代（1c）DRAM工藝，而邏輯芯片則采用臺(tái)積電的3nm工藝。據(jù)報(bào)道，該公司今年向NVIDIA提供的HBM4采用的是10nm級(jí)第五代（1b）DRAM核心芯片，以及基于臺(tái)積電12nm工藝的邏輯芯片。相比之下，三星的HBM4則配備了1c DRAM核心芯片和基于4nm工藝的邏輯芯片。

《朝鮮日?qǐng)?bào)》指出，隨著HBM4E的推出，定制HBM市場(chǎng)（即根據(jù)客戶(hù)特定電路需求定制邏輯芯片）有望全面騰飛。報(bào)道還稱(chēng)，這可能會(huì)使多種晶圓代工工藝節(jié)點(diǎn)發(fā)揮作用，但SK海力士似乎專(zhuān)注于基于3nm工藝的戰(zhàn)略。

報(bào)告援引一位業(yè)內(nèi)人士的話(huà)指出，HBM4E邏輯芯片是根據(jù)客戶(hù)的具體要求設(shè)計(jì)的，因此正在考慮多種工藝節(jié)點(diǎn)，包括3nm和12nm。不過(guò)，預(yù)計(jì)3nm工藝仍將主導(dǎo)HBM4E邏輯芯片的生產(chǎn)。報(bào)告還提到，HBM4E將應(yīng)用于NVIDIA的下一代AI芯片Vera Rubin Ultra。

有關(guān)定制 HBM 邏輯芯片的更多細(xì)節(jié)也浮出水面。TechPowerUp在2025年底報(bào)道稱(chēng)，臺(tái)積電的 C-HBM4E 邏輯芯片將從目前的 12 納米 HBM4 邏輯芯片過(guò)渡到 N3P 節(jié)點(diǎn)，電壓從 0.8 V 降至 0.75 V。

三星的“大膽舉措”加劇了SK海力士的困境

“我們的立場(chǎng)是大幅增加向NVIDIA供應(yīng)的高端HBM4（第六代高帶寬內(nèi)存）。”這是三星電子執(zhí)行副總裁兼負(fù)責(zé)HBM內(nèi)存開(kāi)發(fā)的負(fù)責(zé)人黃相俊（Hwang Sang-joon）在3月16日（當(dāng)?shù)貢r(shí)間）NVIDIA GTC 2026大會(huì)上發(fā)表的言論。他所指的“高端HBM4”是一款高性能產(chǎn)品，運(yùn)行速度高達(dá)13Gbps，遠(yuǎn)超NVIDIA 10-11Gbps或更高的要求。他補(bǔ)充道：“我們100%的產(chǎn)品都是高性能的，因此我們將按此供應(yīng)。”

目前，三星電子被認(rèn)為是唯一一家能夠生產(chǎn)13Gbps HBM4的公司。 SK海力士和美光官方均宣稱(chēng)其HBM4產(chǎn)品的速度為“11.7 Gbps”。如果三星擴(kuò)大對(duì)英偉達(dá)的高性能HBM4供應(yīng)，其在英偉達(dá)的HBM4市場(chǎng)份額可能超過(guò)業(yè)界普遍預(yù)期的30%。關(guān)于市場(chǎng)份額問(wèn)題，黃先生表示：“我是一名工程師，所以說(shuō)實(shí)話(huà)，我對(duì)我們?cè)谟ミ_(dá)的市場(chǎng)份額了解不多”，并拒絕透露更多細(xì)節(jié)。黃先生的信心源于三星在基礎(chǔ)芯片（通常被稱(chēng)為“HBM的大腦”）方面的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，該芯片控制著性能和電源管理。如今的HBM客戶(hù)要求同時(shí)具備高性能和低功耗。雖然隨著人工智能服務(wù)的進(jìn)步，對(duì)高性能HBM的需求激增，但人們對(duì)不斷上升的功耗和潛在的散熱問(wèn)題仍然擔(dān)憂(yōu)。

三星通過(guò)利用其接近尖端的4nm制程工藝解決了這個(gè)問(wèn)題。該公司最大限度地利用了對(duì)電源穩(wěn)定性至關(guān)重要的功率電容器。三星HBM4芯片的一項(xiàng)關(guān)鍵改進(jìn)是采用了基于邏輯工藝的新型MIM（金屬-絕緣體-金屬）電容器。MIM電容器采用金屬-絕緣體-金屬結(jié)構(gòu)，單位面積電容高，可作為電源穩(wěn)定元件，即使在電壓和溫度波動(dòng)的情況下也能保持性能穩(wěn)定。黃先生指出：“從HBM4開(kāi)始，平衡性能和能效一直是最大的挑戰(zhàn)。采用先進(jìn)工藝確實(shí)會(huì)增加成本壓力，但如果我們想要實(shí)現(xiàn)HBM的預(yù)期目標(biāo)，就別無(wú)他法。”

此次發(fā)布會(huì)上，三星還透露了關(guān)于HBM4E（第七代）芯片的一些信息。HBM4E是HBM4之后的下一代產(chǎn)品，預(yù)計(jì)將于明年集成到NVIDIA即將推出的“Vera Rubin Ultra”AI加速器中。HBM4E目前正在進(jìn)行內(nèi)部評(píng)估，計(jì)劃于今年第三季度寄出樣品，并于第四季度開(kāi)始量產(chǎn)。HBM4E的基礎(chǔ)芯片采用與HBM4相同的4nm工藝，但三星強(qiáng)調(diào)這是“不同的4nm工藝”。三星的HBM4E運(yùn)行速度可達(dá)16Gbps，比HBM4的13Gbps提升了23%，同時(shí)保持了相同的功耗。黃先生解釋說(shuō)：“4nm工藝取得了顯著進(jìn)步。我們采用相同的架構(gòu)快速設(shè)計(jì)，以配合NVIDIA緊迫的時(shí)間表。”從HBM5（第八代）開(kāi)始，三星計(jì)劃采用2nm工藝制造基礎(chǔ)芯片。核心芯片（底層DRAM）將基于10nm第六代（1C）工藝。從HBM5E開(kāi)始，2nm基礎(chǔ)芯片將搭配10nm第七代（1D）DRAM。

（來(lái)源：編譯自businesskorea）

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