前言：

GPT-4模型有1.76万亿级的参数量，而传统计算机架构依赖于处理器和内存的相互配合，要想支撑如此庞大的数据处理与传输，半导体存储器技术需要迎来新的变革。 

人工智能浪潮之下，HBM从幕后走向台前，市场需求持续看涨。

作者 | 方文三

图片来源 |  网 络  

成为AI服务器标配，趋势和需求已明确

HBM的作用类似于数据的[中转站]，就是将使用的每一帧，每一幅图像等图像数据保存到帧缓存区中，等待GPU调用。 

HBM促使DRAM从传统2D加速走向立体3D，充分利用空间，契合行业小型化、集成化的发展趋势。 

AIGC技术应用呈现爆发式增长，大模型处理数据的吞吐量更是呈指数级增长。 

ChatGPT已成为史上最快达到1亿月活跃用户的应用，预计至2025年生成式AI所创造的数据可占到已生产数据的10%。 

近期英伟达发布最新一代GH200 Grace Hopper，搭载了全球第一款HBM3e，达到141GB，将不再配备今年春季版本的96GB HBM3。 

HBM价值量的显著提升也可以体现出当前对存力需求的迫切。 

未来3年的超算算力需求提升将超过10倍，万亿级别的参数量使HBM（高带宽内存）成为AI服务器的标配。 

此外，HBM的高带宽相当于把漏斗中间的通道打得更开，让数据可以快速流通，面对AI大模型这种动不动千亿、万亿的参数，服务器中负责计算的GPU几乎必须搭载HBM。

翻倍增长势态良好，HBM4是未来共同方向

从HBM的发展趋势来看，其芯片密度更大，堆叠层数更多，进而带来容量、带宽以及连接速率翻倍增长的良好态势。 

据集邦咨询预测，2023年HBM需求将同比增长58%，2024年可能进一步增长约30%，未来这个市场规模将达到数十亿美元。 

2023年主流需求自HBM2e转往HBM3，需求比重分别预估约是50%及39%。 

随着使用HBM3的加速芯片陆续放量，2024年市场需求将大幅转往HBM3，而2024年将直接超越HBM2e，比重预估达60%。 

全球市场研究机构TrendForce集邦咨询预测，2023年HBM需求量将年增58%，2024年有望再成长约30%。 

虽然目前还没有关于HBM4的正式规范，但台积电在2023 OIP论坛阿姆斯特丹厂上给出了部分制定中的标准。 

台积电称，未来HBM4内存的接口位宽将实现翻倍，达到2048 bit。 

按照计划，这将使HBM4在多种技术层面上实现重大飞跃。

为数不多的看好，大厂积极推动HBM技术迭代

·SK海力士：今年5月，SK海力士带来第五代HBM 3e，预计今年年底前供应样品，2024年量产，下一代产品HBM4生产时间定在2026年。 

该厂商将把下一代后处理技术[混合键合]应用于HBM4产品。 

与现有的[非导电膜]工艺相比，它提高了散热效率并减少了布线长度，从而实现了更高的输入/输出密度。 

·三星：为了掌握快速成长的HBM市场，将大幅革新新一代产品制程技术，预计2026年量产新一代HBM产品HBM4。 

预计2024年接口速度可以提高到7.2Gbps的HBM3p，传输速率再提升10%，从而将总带宽提升到5TB/s以上。 

已开发出9.8Gbps的HBM3E，计划开始向客户提供样品。同时，三星正在开发HBM4，目标2025年供货。 

并已关注存内计算HBM-PIM，在HBM内存中直接集成计算单元，HBM3-PIM预计在2024年完成开发。 

目前正开发针对高温热特性优化的非导电粘合膜（NCF）组装技与混合键合（HCB）等技术，以应用于HBM4产品。 

美光最新的HBM3 Gen 2内存正在向客户提供样品，具有1.2 TB/s的聚合带宽和最高容量的8高堆栈24GB容量，采用1β工艺制造。 

美光在今年5月宣布，已经开始研发第四代HBM，并且计划在2024年下半年开始量产。 

其HBM4可以支持16个存储堆栈，每个堆栈有4096位的接口，数据传输速率可达12Gbps，从而实现3TB/s的总带宽。

结尾： 

尽管各大厂商都在努力扩大HBM的产能，但根据预期的供需情况，供应量的增长速度相对需求的增长略显缓慢。 

据相关研究机构的评估，2023年和2024年的HBM供需比分别为-13%和-15%。这表明，在未来近两年的时间里，HBM市场可能仍将处于供不应求的状态。 

部分资料参考：鼎晖百孚平台：《HBM：AI时代存储[新贵]，国产替代势在必行》，芯世相：《大厂疯抢HBM，但很缺》

       原文标题 : AI芯天下丨产业丨HBM4争夺战正式开启