HBM技术革命：定制化与混合键合引领AI存储新篇章

在AI模型参数量呈指数级增长的时代背景下，数据中心正经历一场从"算力至上"向"带宽驱动"的深刻变革。在这场算力架构革新的浪潮中，HBM（High Bandwidth Memory，高带宽存储器）正悄然崛起，成为支撑大模型计算的核心基础设施。

进入"后AI"时代，HBM不仅成为高性能AI芯片（如GPU、TPU）的标配组件，更成为了半导体巨头间激烈角逐的战略制高点。

无论是三星、SK海力士，还是美光，这些存储领域的领军企业都不约而同地将HBM视为未来营收增长的关键引擎。它们似乎达成了一个共识：要想在存储市场称霸，就必须率先掌握HBM这一核心技术。

那么，在这场没有硝烟的竞争中，都有哪些技术值得关注呢？让我们一起来深入分析分析。

定制化：HBM的未来趋势

定制化可能是HBM的最终归宿之一。事实上，早在两年多以前，HBM初步崭露头角之际，海力士和三星就讨论过定制化这一趋势。伴随着云巨头纷纷定制自己的AI芯片，对HBM的需求只增不减，定制化借此成为了必然需求之一。

而在去年8月，SK海力士副总裁柳成洙表示：“所有M7（Magnificent 7，指的是标准普尔500指数中的七大科技股：苹果、微软、谷歌Alphabet、亚马逊、Nvidia、Meta和特斯拉。）公司都来找我们，要求我们做定制HBM（高带宽内存）。”

而在今年6月，韩国媒体表示，SK海力士已同时锁定了英伟达、微软（MS）、博通（Broadcom）等有望成为定制HBM市场“重量级客户”的公司。其近期已与英伟达、微软、博通达成协议，将向其供应定制型HBM，并已开始根据各家公司的需求开展设计工作。

据悉，SK海力士是以其最大客户英伟达的供货计划为核心，优先确定其他客户名单。业内人士表示：“考虑到SK海力士的产能以及各大科技公司AI服务的推出时程，无法一口气满足M7全部客户的需求”，但也指出“考虑到HBM市场情况的变动，未来或将新增若干客户”。

定制化HBM的关键在于将基础芯片（base die）的功能集成进由SoC团队设计的逻辑芯片（logic die）中。这一集成过程赋予SoC设计人员更大的灵活性和对HBM核心芯片堆栈访问的控制能力。设计人员可以更紧密地集成内存与处理器芯片，并根据具体应用在功耗、性能与面积（PPA）之间进行优化。

混合键合：技术难题与挑战

除了定制化外，混合键合（Hybrid Bonding）也是未来HBM重要的发展方向之一。随着堆叠层数的不断增加，传统焊接技术面临显著的挑战。而包括三星、SK海力士甚至是美光，都在考虑在下一代HBM中采用混合键合技术。

混合键合技术通过铜与铜的直接连接（copper-to-copper bonding），实现DRAM芯片堆叠，无需传统的凸点（bump）结构。这种方式不仅能显著缩小芯片尺寸，还能将能效与整体性能提升一倍以上。

据业内人士透露，截至5月7日，三星电子与SK海力士正推进将混合键合技术用于其下一代HBM产品的量产。预计三星最快将于明年在HBM4（第六代HBM）中采用该技术，而SK海力士则可能在第七代产品HBM4E中率先引入。

新技术展望：从HBM4到HBM8

值得一提的是，在今年6月，韩国科学技术院（KAIST）发布了一份长达371页的研究论文，系统性地描绘了HBM技术从HBM4一路发展到HBM8的演进路径。内容涵盖带宽、容量、I/O接口宽度、热设计等方面的提升。

从整体发展趋势来看，HBM技术的演进呈现出明显的量级跃升特征。在带宽方面，从HBM4的2.0 TB/s到HBM8的64 TB/s，实现了32倍的惊人增长。而在容量扩展方面，单模块容量从HBM4的48 GB提升至HBM8的240 GB。

写在最后

从定制化HBM到混合键合，从新一代中介层到融合型存储架构，HBM技术正在加速演进。在这场高度复杂的技术竞赛中，唯有具备系统级视野、并能深度整合多维工艺与生态资源的玩家，才有机会脱颖而出。

究竟是SK海力士、三星，还是美光将在未来占据上风？但可以确定的是，在后AI时代，HBM的竞争才刚刚开始，而且只会愈演愈烈。