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在經(jīng)歷了一輪“混戰(zhàn)”之后，HBM 4市場終于迎來了第一個贏家，HBM市場也迎來了新的不確定性。

三星電子周四表示，已開始出貨其第六代高帶寬存儲器 HBM4，成為首家開始大規(guī)模生產(chǎn)這種對人工智能至關(guān)重要的下一代存儲芯片的芯片制造商。

此次發(fā)布對三星而言意義重大。在前一輪HBM周期中，三星一直落后于競爭對手，這引發(fā)了人們對其在人工智能驅(qū)動型半導(dǎo)體領(lǐng)域競爭力的擔憂。憑借HBM4，三星旨在重振旗鼓，并在下一波人工智能內(nèi)存需求浪潮中搶占先機。

提前一周出貨，三星野心勃勃

據(jù)韓媒業(yè)內(nèi)人士透露，三星在與客戶協(xié)商后，將出貨計劃提前了約一周。據(jù)悉，該芯片已提前通過英偉達的質(zhì)量測試，這反映出其卓越的性能，正如消息人士所說。

從一開始，三星就立志超越全球半導(dǎo)體標準組織——聯(lián)合電子器件工程委員會（JEED）制定的基準。為了實現(xiàn)這一目標，它將最新的1c DRAM與4納米制程工藝相結(jié)合——業(yè)內(nèi)人士稱，這種方法此前從未有人嘗試過。

三星表示，三星的HBM4顯存可提供高達11.7 Gbps的穩(wěn)定處理速度，比業(yè)界標準的8Gbps提升約46%，樹立了HBM4性能的新標桿。這比其前代產(chǎn)品HBM3E的最高引腳速度9.6Gbps提升了1.22倍。HBM4的性能還可以進一步提升至13Gbps，有效緩解隨著AI模型規(guī)模不斷擴大而日益嚴重的數(shù)據(jù)瓶頸問題。

此外，與 HBM3E 相比，每個堆棧的總內(nèi)存帶寬提高了 2.7 倍，最高可達每秒 3.3 太字節(jié) (TB/s)。

三星采用12層堆疊技術(shù)，提供容量從24GB到36GB的HBM4固態(tài)硬盤。該公司還將通過采用16層堆疊技術(shù)，將容量選擇擴展至最高48GB，以滿足客戶未來的需求。

為了應(yīng)對數(shù)據(jù)I/O引腳數(shù)量從1024個增加到2048個所帶來的功耗和散熱挑戰(zhàn)，三星在核心芯片中集成了先進的低功耗設(shè)計方案。與HBM3E相比，HBM4通過采用低電壓硅通孔（TSV）技術(shù)和電源分配網(wǎng)絡(luò)（PDN）優(yōu)化，實現(xiàn)了40%的能效提升，同時熱阻降低了10%，散熱能力提高了30%。

盡管性能有所提升，但三星表示，HBM4 融合了低功耗設(shè)計特性，旨在降低人工智能數(shù)據(jù)中心和服務(wù)器的電力消耗和冷卻成本。三星進一步指出， HBM4 為未來的數(shù)據(jù)中心環(huán)境帶來卓越的性能、能源效率和高可靠性，使客戶能夠最大限度地提高 GPU 吞吐量并有效管理其總體擁有成本 (TCO)。

三星表示，公司晶圓代工和存儲器業(yè)務(wù)之間緊密整合的設(shè)計技術(shù)協(xié)同優(yōu)化（DTCO）機制，確保了最高的質(zhì)量和良率標準。此外，公司在先進封裝領(lǐng)域擁有豐富的內(nèi)部專業(yè)知識，從而簡化了生產(chǎn)流程，縮短了交貨周期。

三星還計劃擴大與主要合作伙伴的技術(shù)合作范圍，這是基于與全球 GPU 制造商和專注于下一代 ASIC 開發(fā)的超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心運營商的密切討論而做出的。

三星預(yù)計其HBM產(chǎn)品銷量在2026年將比2025年增長三倍以上，并正積極擴大HBM4的產(chǎn)能。在HBM4成功推向市場后，HBM4E的樣品預(yù)計將于2026年下半年開始發(fā)放，而定制的HBM樣品將根據(jù)客戶的具體規(guī)格于2027年開始交付。

三星電子執(zhí)行副總裁兼存儲器開發(fā)負責人Sang Joon Hwang也表示：“三星沒有沿用傳統(tǒng)的成熟設(shè)計，而是大膽創(chuàng)新，采用了最先進的制程節(jié)點，例如用于HBM4的1c DRAM和4nm邏輯工藝。憑借我們在制程方面的優(yōu)勢和設(shè)計優(yōu)化，我們能夠確保巨大的性能提升空間，從而滿足客戶日益增長的高性能需求?！?/p>

一站式解決方案，

預(yù)計銷售額將增長兩倍

如上所述，三星電子是全球唯一一家 能夠提供涵蓋邏輯、存儲器、晶圓代工和封裝的“一站式解決方案”的集成設(shè)計制造商 (IDM)。這使三星在 HBM 市場擁有競爭優(yōu)勢，而基礎(chǔ)芯片的作用在該市場正變得日益重要。

三星電子計劃繼續(xù)開發(fā)最高水平的 HBM，通過其自身代工工藝與 HBM 設(shè)計之間的緊密 DTCO 合作，同時確保質(zhì)量和良率。

此外，三星電子擁有先進的封裝技術(shù)，使其在最大限度地降低供應(yīng)鏈風險和縮短生產(chǎn)周期方面具有競爭優(yōu)勢。

再者，三星電子不斷收到來自全球主要 GPU 和下一代 ASIC（定制半導(dǎo)體）超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心客戶的合作請求，這些客戶自行設(shè)計和開發(fā)芯片，三星電子計劃進一步擴大與他們的 HBM 技術(shù)合作 。

在這些市場趨勢的影響下，三星電子預(yù)計其 HBM 銷量在 2026 年將比 2025 年增長三倍以上，并正在積極擴大其 HBM4 產(chǎn)能。

三星電子擁有業(yè)內(nèi)最大的DRAM產(chǎn)能，并通過積極的基礎(chǔ)設(shè)施投資確保了潔凈室的正常使用，使其能夠在短時間內(nèi)靈活應(yīng)對HBM需求的任何增長。

此外，平澤工廠二期工程的5號生產(chǎn)線將于2028年開始全面投產(chǎn)，預(yù)計將成為高分子骨粉（HBM）生產(chǎn)的關(guān)鍵基地。公司計劃繼續(xù)確保穩(wěn)定的供應(yīng)響應(yīng)能力，即使在以人工智能和數(shù)據(jù)中心為中心的中長期需求擴張階段也是如此。

繼HBM4之后，三星電子也在準備HBM4E，并計劃于2026年下半年開始出貨樣品。 此外，根據(jù)客戶的具體需求量身定制的HBM產(chǎn)品也計劃于2027年開始分階段進行樣品測試。

定制化HBM是一種根據(jù)客戶的AI加速器/GPU架構(gòu)量身定制容量、速度和功耗特性的產(chǎn)品。與標準化產(chǎn)品不同，它可以針對每個客戶的計算結(jié)構(gòu)和使用環(huán)境進行優(yōu)化，從而最大限度地提高性能效率。

在 HBM4 大規(guī)模生產(chǎn)過程中，基于 1c 工藝所保證的質(zhì)量和供應(yīng)穩(wěn)定性，預(yù)計將成為未來向 HBM4E 和定制 HBM 等高附加值產(chǎn)品過渡的重要競爭因素。

日前的半導(dǎo)體展會上，三星介紹了下一代HBM架構(gòu)“cHBM”和“zHBM”的研發(fā)進展。三星表示，公司正在研發(fā)定制HBM，通過主動采用芯片間接口IP，確保更高的帶寬”。cHBM是一種專用集成電路（ASIC），旨在通過為AI半導(dǎo)體客戶進行定制來最大限度地提高性能。

三星進一步說道，公司還在在考慮‘三星定制 HBM’，它可以讓基礎(chǔ)芯片處理一部分原本由圖形處理單元 (GPU) 負責的工作，”他強調(diào)說，“它的開發(fā)目標是在與定制 HBM 相同的功耗下，提供 2.8 倍的性能。”

關(guān)于 zHBM，按照三星所說，這是為了使人工智能技術(shù)爆炸式發(fā)展，需要各種技術(shù)來倍增晶圓對晶圓鍵合，而不是芯片對芯片鍵合?！彼€補充說，“這項技術(shù)將在物理人工智能時代所需的帶寬和功率效率方面實現(xiàn)又一次重大創(chuàng)新。”

三星電子同時也在研發(fā)“光信號”封裝技術(shù)，以提高人工智能數(shù)據(jù)中心中芯片間的連接速度?？偛盟蜗壬硎荆骸叭堑哪繕耸峭ㄟ^整合器件、工藝、封裝和設(shè)計，最大限度地提升客戶價值。”他還補充道：“我們將滿足人工智能時代爆炸式增長的需求。”

隨著三星的公告，結(jié)束了三大內(nèi)存制造商之間爭奪HBM4芯片量產(chǎn)權(quán)的全球競賽。這場競爭已經(jīng)醞釀數(shù)月，并在上個月的財報電話會議后愈演愈烈。

與美光和SK海力士競爭，

勝負已分？

此前，有媒體指出，NVIDIA即將推出的“Vera Rubin”人工智能系統(tǒng)計劃于夏末以VR200 NVL72機架式解決方案的形式出貨，為下一代人工智能模型提供強大動力。然而，并非所有HBM4內(nèi)存制造商都獲得了設(shè)計訂單，據(jù)報道，美光已被排除在外，目前只有三星和SK海力士能夠供應(yīng)珍貴的HBM4內(nèi)存。

根據(jù)詳細追蹤供應(yīng)鏈的機構(gòu)SemiAnalysis泄露的機構(gòu)報告，SK海力士將占據(jù)VR200 NVL72系統(tǒng)約70%的HBM4供應(yīng)量，三星則獲得剩余的30%。據(jù)報道，像美光這樣的大型內(nèi)存制造商并未獲得任何HBM4內(nèi)存的供應(yīng)承諾。

值得注意的是，這并非美光在NVIDIA VR200 NVL72系統(tǒng)中內(nèi)存供應(yīng)的終結(jié)。該公司將不再使用 HBM4，而是為“Vera”CPU 提供 LPDDR5X 內(nèi)存，最高可配備 1.5 TB 的 LPDDR5X 內(nèi)存，以彌補 HBM4 市場份額的損失。美光可能未能獲得英偉達為 VR200 NVL72 進行的重大系統(tǒng)升級，該系統(tǒng)最初于 2025 年 3 月設(shè)定的 13 TB/s 系統(tǒng)目標帶寬提升至 9 月份的 20.5 TB/s。

然而，在 2026 年國際消費電子展 (CES) 上，英偉達確認 VR200 NVL72 系統(tǒng)的帶寬現(xiàn)已達到 22 TB/s，系統(tǒng)帶寬提升近 70%，這完全得益于英偉達要求內(nèi)存制造商大幅提升內(nèi)存規(guī)格。

其實早在去年九月，SK海力士就宣布，其面向超高性能人工智能的下一代內(nèi)存產(chǎn)品HBM4 已完成開發(fā)和準備工作。

據(jù)海力士介紹，相比前一代產(chǎn)品（HBM3E），新一代HBM4的數(shù)據(jù)傳輸通道（I/O）從1024條提升至2048條，帶寬較之擴大一倍，與此同時，其HBM4實現(xiàn)了高達10Gbps（每秒10千兆比特）以上的運行速度，這大幅超越JEDEC標準規(guī)定的8Gbps（每秒8千兆比特）；另外，該產(chǎn)品能效提升40%。這意味著，其HBM4不僅在單位時間內(nèi)處理的數(shù)據(jù)量有了巨大提升，還可降低數(shù)據(jù)中心電力成本。

Micron 美光首席財務(wù)官 Mark Murphy 在日前也澄清稱，該企業(yè)的 HBM4 內(nèi)存已大規(guī)模量產(chǎn)，整體進度好于此前預(yù)期。

Mark Murphy 表示美光已開始向客戶發(fā)貨 HBM4 內(nèi)存，預(yù)計本季度出貨量將持續(xù)攀升。公司的 HBM 產(chǎn)能正穩(wěn)步提升，本日歷年的 HBM 供應(yīng)已全部售罄。包括 HBM4 在內(nèi)的 HBM 產(chǎn)品良率符合預(yù)期。美光的 HBM4 可實現(xiàn) 11Gbps 的傳輸速率，美光對其性能、質(zhì)量、可靠性充滿信心。

韓媒指出，盡管SK海力士憑借壟斷英偉達訂單一直主導(dǎo)著HBM市場，但業(yè)內(nèi)人士認為，三星電子的HBM4憑借其卓越的性能，有望在競爭格局中創(chuàng)造新的轉(zhuǎn)折點。

這場競爭的核心在于“工藝選擇”，而這一選擇早在早期研發(fā)階段就已出現(xiàn)分歧。三星電子采用了比SK海力士領(lǐng)先一代的10納米級第六代（1c）DRAM，并將其自研的4納米邏輯工藝應(yīng)用于HBM的核心邏輯芯片。該產(chǎn)品的差異化優(yōu)勢在于設(shè)計技術(shù)協(xié)同優(yōu)化（DTCO），它使內(nèi)存和邏輯芯片如同一體般協(xié)同工作。相比之下，SK海力士則采用了成熟的10納米級第五代（1b）DRAM，并使用臺積電的12納米工藝制造邏輯芯片，其策略優(yōu)先考慮的是生產(chǎn)良率和工藝穩(wěn)定性。

分析人士指出，這種戰(zhàn)略分歧導(dǎo)致HBM4的核心性能指標——數(shù)據(jù)傳輸速率出現(xiàn)分化。業(yè)內(nèi)人士認為，SK海力士的HBM4實現(xiàn)的11.7 Gbps速度已接近現(xiàn)有封裝架構(gòu)的極限。而三星電子則實現(xiàn)了高達13 Gbps的可擴展性。

在人工智能計算環(huán)境中，1.3 Gbps 的數(shù)據(jù)處理速度差異至關(guān)重要。當單引腳速度從 11.7 Gbps 提升至 13 Gbps 時，每個堆棧的總帶寬將從約 2.6 TB/s 飆升至高達 3.3 TB/s。這種性能差異能夠顯著減少訓(xùn)練超大型人工智能模型時的數(shù)據(jù)瓶頸，將訓(xùn)練時間從數(shù)周縮短數(shù)十個百分點。事實上，隨著英偉達最近將其下一代平臺的規(guī)格要求提升至 13 Gbps，三星的“性能優(yōu)先戰(zhàn)略”似乎有望超越展示階段，成為市場標準。

一位業(yè)內(nèi)人士表示：“三星通過‘大膽嘗試’引入尖端工藝來彌補HBM3E（第五代HBM）的性能不足，從而突破了性能瓶頸。”他補充道：“尤其值得一提的是，與臺積電-SK海力士聯(lián)盟不同，三星的‘一體化供應(yīng)鏈’縮短了工藝周期，并在單一工藝中實現(xiàn)了優(yōu)化，這很可能成為人工智能半導(dǎo)體定制時代的一項強大武器。”

隨著三星電子開始向英偉達出貨，分析師表示，關(guān)鍵在于通過提高生產(chǎn)良率來確保盈利。雖然1b DRAM工藝已日趨成熟，采用該工藝的通用DRAM和HBM3E芯片也已上市，但1c DRAM實際上是通過三星電子的HBM4工藝首次實現(xiàn)商業(yè)化，因此一些人認為，低良率可能會使盈利難以保障。由于HBM4采用12個DRAM芯片堆疊而成，如果DRAM生產(chǎn)良率低于90%，整體良率將急劇下降，不可避免地導(dǎo)致收入下滑。

一位半導(dǎo)體行業(yè)高管表示：“三星電子應(yīng)用了先進的工藝來獲得性能優(yōu)勢，其首要目標是進入英偉達的供應(yīng)鏈?！彼a充道：“即使產(chǎn)品具有性能優(yōu)勢，如果工藝不穩(wěn)定，低良率的生產(chǎn)可能會降低盈利能力，這是一個風險。”

*免責聲明：本文由作者原創(chuàng)。文章內(nèi)容系作者個人觀點，半導(dǎo)體行業(yè)觀察轉(zhuǎn)載僅為了傳達一種不同的觀點，不代表半導(dǎo)體行業(yè)觀察對該觀點贊同或支持，如果有任何異議，歡迎聯(lián)系半導(dǎo)體行業(yè)觀察。

今天是《半導(dǎo)體行業(yè)觀察》為您分享的第4317期內(nèi)容，歡迎關(guān)注。

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