HBM芯片在通用內存市場的占比從去年的8%增長到15%，主要受到人工智能（AI）、高性能計算（HPC）和數據中心需求的驅動【HBM內存與AI處理器為何能相得益彰？】。HBM通過3D堆疊技術提供了高帶寬和低功耗的優(yōu)勢，成為許多高性能應用的首選。

近期，美光科技(Micron)宣布其HBM生產產能已全部售罄直至2025年，這一消息緊隨SK海力士(SK Hynix)的步伐，后者先前透露其HBM產能已被預訂至明年。

HBM市場在未來幾年將繼續(xù)快速增長，各大廠商也在不斷提升產能以滿足市場需求。美光和SK海力士是HBM市場的主要玩家，目前三星處于落后地位，Fitch Ratings的高管Shelley Jang表示：“三星仍需要時間來追趕。在生產HBM上存在技術差異。短期內，SK海力士可能會在市場上保持優(yōu)勢。”

SemiAnalysis 首席分析師 Dylan Patel 今年早些時候告訴《EE Times》，SK Hynix 在 HBM 領域擁有領先的市場份額，HBM3 市場份額超過 85%，總體 HBM 市場份額超過 70%。

主要玩家產品如下：

• 美光的HBM3E內存提供了超過1.2 TB/s的帶寬，HBM3E 芯片將被 Nvidia 采用，為后者的 H200 Tensor 芯片提供動力。HBMnext被猜測是美光的HBM 4。

• SK海力士的HBM3E則在相同封裝尺寸下提供了36GB的最大容量和1.18TB/s的帶寬。3月份SK海力士宣布了HBM3E開始量產，將與臺積電合作開發(fā)HBM4產品。【SK海力士透露：HBM3E良率已接近80%】

• 三星的HBM3E內存采用12層堆疊技術，提供36GB的容量和1.28TB/s的帶寬，是目前市場上容量最大的HBM3E產品。

美光在最近一個財季（3月至5月）實現了68.11億美元的營收，同比增長81.5%，營業(yè)利潤達到7.19億美元。其中，DRAM產品線貢獻了47億美元的收入，占比69%，而這部分收入中亦包括了HBM的銷售。

值得注意的是，美光HBM3E 8H型號，單季度就為其帶來了超過1億美元的營收，且美光聲稱其HBM產品相較于競品在功耗上降低了30%。此外，美光還計劃于2025年啟動HBM3E 12H的生產，盡管這一時間點略晚于部分競爭對手，但公司預計HBM業(yè)務將在明年為公司帶來數十億美元的收入，并預期其HBM市場份額將與DRAM相媲美【美光在全球范圍內加大HBM產能】。

從長遠來看，美光預計其在 HBM 市場的份額將在 2025 年左右與其在整個 DRAM 市場的份額大致相同。

英特爾也已公開表示對HBM集成的興趣，并可能在未來的產品設計中采用HBM，以提升系統(tǒng)性能。同時，AMD一直是HBM技術的積極采用者，其產品中已多次集成HBM，未來亦有望繼續(xù)深化此方面的應用。

下一代HBM4會有哪些變化？

三星、SK海力士和美光都在爭相通過技術創(chuàng)新和產能擴張來占據市場優(yōu)勢，特別是在面對即將到來的AI和HPC市場需求增長。

技術迭代加速，HBM市場的競爭格局將更加復雜多變。在下一代的HBM4內存開發(fā)上，韓國存儲芯片大廠【三星和SK海力士正計劃使用1c制程的DRAM】。

• 接口寬度。接口寬度從每堆棧1024位增加到每堆棧2048位，為HBM4帶來突破性變革。采用2048位內存接口，理論上也可以使傳輸速度再次翻倍。例如，英偉達的旗艦Hopper H100 GPU，搭配的六顆HBM3達到6144-bit位寬。如果內存接口翻倍到2048位，英偉達理論上可以將芯片數量減半到三個，并獲得相同的性能。

• 層數。HBM4在堆棧的層數上也有所變化，除了首批的12層垂直堆疊，預計2027年存儲器廠商還會帶來16層垂直堆疊——K海力士將繼續(xù)采用先進的MR-MUF技術，從而實現 16 層堆疊。。作為對比，HBM3的堆疊層數主要為8層/12層。

• 更低的功耗。HBM4E有望少系統(tǒng)能耗，降低發(fā)熱，延長設備的電池壽命。與此同時，HBM4E 內存有望在各種領域得到應用，包括人工智能、高性能計算、數據中心、圖形處理等領域，為這些領域帶來更高的性能和效率。

• 工藝。三星還計劃在HBM4上使用FinFET節(jié)點替代平面型MOSFET來生產對應邏輯Die，并且封裝方式將從基于Bump連接的CoW（Chip on Wafer）變?yōu)榛赑ad連接的Bumpless形式。

HBM4量產時間預測

HBM由SK海力士于2014年開發(fā)，2018年推出HBM2（第二代），2020年推出HBM2E（第三代），2022年推出HBM3（第四代），今年又推出了HBM3E（第五代）。

“自第一代 HBM 開發(fā)以來，每兩年開發(fā)一代，但從 HBM3E 開始，每年都在更新換代。”SK 海力士表示。HBM4（第六代）推出會更快。

• SK 海力士計劃在 2025 年下半年推出采用 12 層 DRAM 堆疊的首批 HBM4 產品，而 16 層堆疊 HBM 稍晚于 2026 年推出。時間將“與'NVIDIA加速AI加速器發(fā)布周期'保持一致”。

• 三星規(guī)劃在2025年生產HBM 4樣品，2026年量產。

• 美光預計將在2026年推出12和16層堆疊的HBM4，帶寬超過1.5TB/ s；到2027~2028年，還將發(fā)布12層和16層堆疊的HBM4E，帶寬可達2TB/s以上。

有趣的是，根據 Mehrotra 的說法，今年 DRAM 和 HBM 的行業(yè)供應將低于需求，部分原因是 HBM 嚴重蠶食 DRAM。

在給定的內存工藝節(jié)點上，HBM3E 消耗的晶圓是普通 DDR5 內存的 3 倍，才能生產出給定容量。而 HBM4 的良率預計會更差，因為封裝的復雜性和對內存的更高性能要求（這也會進一步降低最終 HBM 封裝的良率）。

所以，廠商的訣竅在于通過更復雜的產品賺錢，Nvidia、AMD、英特爾和其他公司在未來幾年或愿意為 HBM3E、HBM4 和 HBM4E 內存多花點錢。