HBM4(High Bandwidth Memory 4)是下一代高带宽内存技术,专为满足下一代人工智能(AI)和高效能运算(HPC)对内存带宽的苛刻需求而设计。高带宽存储器(High Bandwidth Memory,HBM)是AMD公司和SK Hynix发起的一种基于3D堆栈工艺的高性能DRAM,适用于高存储器带宽需求的应用场合,如图形处理器、网络交换及转发设备(如路由器、交换器)等。
高带宽存储器(HBM)是一种新型的高性能动态随机存取存储器,产品经历了第一代HBM1、第二代HBM2、第三代HBM2E、第四代HBM3以及下一代HBM4。第一代HBM相比第五代GDDR,占用面积上少94%,效率更是其三倍;第二代HBM的性能则更高,每个堆栈最高可以为8层,堆栈的容量达到8GB,带宽更是翻番为256GB/s;HBM3标准提出了多项增强功能,包括支持更大的密度、更高速运算、更高的Bank数、更高的可靠性、可用性、可维护性(RAS)、低功耗接口和新的时钟架构;HBM4相较于前一代带宽翻倍、能效显著提升、容量提升。
chatGPT的爆火和AI产业的高速发展,推动了AI芯片需求的暴增,也推动了适用于高存储器带宽需求应用场合的HBM市场的发展。随着GPU的功能越来越强大,需要更快地从内存中访问数据,以缩短应用处理时间,因此提升内存带宽一直是存储芯片关注的重点方向。HBM在此背景下,市场快速发展,正处于严重供不应求的状态,市场规模持续高速增长。HBM4产品主要应用于下一代AI加速器,包括英伟达的“Vera Rubin”和“Rubin Ultra”架构、AMD的MI400系列等均已规划采用HBM4。
新思界产业研究中心整理发布的
《2026-2030年全球及中国高带宽存储器HBM4行业研究及十五五规划分析报告》显示,HBM市场由SK海力士、三星和美光三大原厂主导,目前三大厂商均已发布HBM4量产计划。HBM4产品预计将在2026年逐渐进入量产,三星将在2026年2月开始大规模量产HBM4芯片,SK海力士也会在大致相同的时间开始量产,美光计划2026年第二季度量产HBM4,良率爬坡速度快于HBM3E。三星HBM4采用Turnkey方案,大部分都将供应给英伟达的下一代AI加速器系统“Vera Rubin”,部分还将供应给谷歌。SK海力士在HBM4的基底Die上采用12nm制程工艺,让带宽相比上代型号提升2倍,能效比提升40%以上。美光HBM4初期会在1-beta平台,后续将转移至1-gamma工艺。国内厂家在HBM领域主要处于追赶阶段,部分企业如长鑫存储、武汉新芯和通富微电子等具有HBM2供应能力,HBM3也已经实现突破。
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