全球首款HBM4芯片，開始量產

今日，SK 海力士宣布已成功完成面向 AI 的超高性能存儲器新產品 HBM4 的開發，實現了全球最高水平的數據處理速度和能效，并在全球首次構建了量產體系。

消息發布后，SK 海力士股價當日盤中一度上漲超 5%。

HBM（High Bandwidth Memory，高帶寬內存）是一種能夠實現高速、寬帶寬數據傳輸的下一代 DRAM 技術和規范。其核心結構在于將多個 DRAM 芯片（通常 4 層、8 層甚至 12 層）通過先進的封裝技術垂直堆疊在一起。正是由于 HBM 能以遠超傳統內存（如 GDDR）的帶寬（即數據傳輸速率）運行，因此它已成為高性能計算領域，特別是生成式 AI 所需 GPU（圖形處理器）的理想內存解決方案。需要特別澄清的是，HBM 與其說是一種新型 DRAM 芯片本身，不如說是一種定義了如何實現 DRAM 高速、寬帶寬互連的物理和電氣「接口規范」。

HBM4 在帶寬、通道數、功耗、容量等多方面都進行了改進。首先是帶寬上的增加，通過 2048bit 接口提供高達 8Gb/s 的傳輸速度，總帶寬提高至 2TB/s。另一個重要升級是每個堆疊的獨立通道數加倍，從 16 個通道（HBM3）增加到 32 個通道，每個通道包含 2 個偽通道。這為設計人員提供了更大的靈活性。其次是容量上的提升。HBM4 支持 4 層、8 層、12 層和 16 層 DRAM 堆棧。這些芯片密度可達 24Gb 或 32Gb，可提供 64GB（32Gb 16 高）的更高立方體密度。

HBM 對于 AI 功能（特別是大規模訓練和推理）、高性能計算以及高端顯卡至關重要，它能夠極大緩解數據吞吐的瓶頸，讓 GPU 等處理器高效運轉。

SK 海力士此次預測，將該產品引入客戶系統后，AI 服務性能最高可提升 69%。這能讓 AI 訓練和推理更快、更高效。

SK 海力士在 HBM4 的開發過程中采用了自研的 MR-MUF 封裝技術和第五代 10 納米級（1b）DRAM 工藝，MR-MUF 工藝指在堆疊半導體芯片后，通過向芯片間隙注入液態保護材料并固化的方式保護層間電路，相較逐層堆疊芯片時鋪設薄膜材料的傳統方式，該工藝效率更高且散熱效果優異。

SK 海力士副總裁、HBM 開發負責人趙柱煥（Kwon Eon-oh）表示，「HBM4 的開發將成為業界新的里程碑」。趙柱煥是 DRAM 領域的專家，于 2022 年將全球首創的下一代工藝 High-K Metal Gate (HKMG) 引入到移動 DRAM、LPDDR 中，提高了速度并降低了功耗消耗。2023 年，他晉升為 SK 海力士高管，承擔起完成該公司 HBM 技術路線圖的重任。

目前高端 HBM 市場主要由三星、美光、海力士三大巨頭主導，頭部廠商在 HBM 上的競爭異常激烈。SK 海力士的 HBM 產品市場占有率位列第一，新品迭代上，此次 SK 海力士領先一步，但三星和美光也在積極跟進，兩者均已經開發了 HBM4 產品，前者正在籌備樣品生產，計劃在 2025 年第四季度開始初期生產，目標是搭載于英偉達 2026 年推出的 Rubin AI GPU，正計劃恢復建設平澤第五工廠，為下一代 HBM 準備產能，后者已推出 12 層堆疊 36GB HBM4 樣品，進入客戶驗證階段，計劃 2026 年正式量產。

在 HBM 存儲器的發展過程中，散熱是個大問題。若無法充分控制半導體芯片產生的熱量，可能會對產品性能、生命周期和功能產生負面影響。因此，除容量和帶寬外，包括散熱在內均已成為先進存儲器產品開發過程中的關鍵考慮因素。而控制散熱的一大手段就是封裝技術。

據悉，三星已經將混合鍵合技術引入到第六代 HBM 產品，也就是 HBM4，早于競爭對手 SK 海力士。這不僅顯著改善了發熱問題，而且還明顯提升了 I/O 數量。隨著堆疊層數的增加，需要縮小芯片之間的間隙，引入混合鍵合技術可以縮小間隙，滿足需要更多垂直堆疊層數的 HBM 產品的生產。

當前，HBM4 的市場需求強勁，被廣泛應用于 AI、深度學習和高性能計算等領域。此前，英偉達 CEO 黃仁勛曾要求 SK 海力士提前六個月供應 HBM4 芯片。此外，特斯拉最近也向 SK 海力士和三星電子表達采購 HBM4 的意向，用于正在開發的 AI 數據中心及其自動駕駛汽車。而微軟、Meta 向三星電子采購定制 HBM4 芯片。