人工智能技術(shù)的持續(xù)創(chuàng)新，不斷凸顯出一個棘手的現(xiàn)實：算力規(guī)模節(jié)節(jié)攀升，但內(nèi)存帶寬始終是最難攻克的瓶頸之一。隨著 AI 模型愈發(fā)龐大、復(fù)雜度不斷提升，能否為加速芯片高速輸送數(shù)據(jù)，已然和算力本身同等重要。高帶寬內(nèi)存（HBM）一直是破解這一難題的核心方案，而其技術(shù)演進的下一階段，便是 HBM4E。

AI 工作負載如今愈發(fā)受限于內(nèi)存帶寬。模型訓(xùn)練與推理流程需要持續(xù)、穩(wěn)定地讀取海量數(shù)據(jù)集，內(nèi)存吞吐一旦出現(xiàn)延遲，硬件利用率便會大幅下降。HBM4E 實現(xiàn)了重大技術(shù)升級：它在帶寬較 HBM4 提升一倍的同時，保留了 HBM 原本出眾的能效與低延遲特性，這也是 HBM 能成為 AI 首選內(nèi)存的核心原因。

在近期舉辦的閃存大會上，CFM閃存市場總經(jīng)理邰煒表示，HBM正快速迭代，HBM3E向HBM4演進，帶寬每代接近翻倍?；旌湘I合技術(shù)正逐步取代傳統(tǒng)微凸塊，成為性能升級的核心。特別值得注意的是Base Die的演變——在HBM3E中僅承擔(dān)信號轉(zhuǎn)接，但HBM4開始部分計算任務(wù)下沉至base die，以解決內(nèi)存墻問題，"Base Die將成為HBM下一代競爭的決勝點"。本文將三星、美光、SK海力士三家在HBM4領(lǐng)域的最新進展匯總。

HBM技術(shù)的演進

HBM 從 2014 年量產(chǎn)至今，迭代核心是接口位寬→數(shù)據(jù)速率→堆疊層數(shù)→工藝節(jié)點的階梯式突破，每一代都精準(zhǔn)匹配當(dāng)時 AI 算力需求。

HBM 初代產(chǎn)品采用 1024 位位寬接口。搭載多顆 HBM 顯存的加速芯片，會通過獨立的 1024 位數(shù)據(jù)接口分別訪問每顆顯存。若內(nèi)存接口速率為 1 吉比特每秒（Gb/s），且外接 4 顆 HBM 顯存，整體內(nèi)存總帶寬可達 512 吉字節(jié)每秒（GB/s）。

從初代 HBM 一直到 HBM3E，全系產(chǎn)品均沿用 1024 位位寬架構(gòu)。到了 HBM4，接口位寬直接翻倍至 2048 位，這得益于芯片封裝技術(shù)同步迭代，為內(nèi)存接口提供了更多引腳資源。此次架構(gòu)升級，將帶寬性能推至全新高度。

工作在 8 吉比特每秒（Gb/s）速率下的 HBM4，單顆 2048 位接口可實現(xiàn) 2.048 太字節(jié)每秒（TB/s）的帶寬。若一款加速芯片搭載 6 顆 HBM4 顯存，整體總帶寬可達 12.3 TB/s。HBM4E 沿用 2048 位接口，并將數(shù)據(jù)速率提升至 16 Gb/s。同樣采用 6 顆顯存的配置下，HBM4E 的總帶寬達到驚人的 24.6 TB/s。

從技術(shù)層面看，HBM3E 帶寬約1.2TB/s，HBM4 翻倍至2TB/s，但下一代 AI GPU（如 Rubin Ultra）單芯片需求達3.2–4TB/s，HBM4E 將帶寬推至4TB/s，剛好填補缺口。

HBM4E 是 HBM4 的性能增強版，目標(biāo)是 2027 年量產(chǎn)，直接匹配英偉達 Rubin Ultra、AMD MI500 等下一代 AI 加速器的剛需。

三大存儲巨頭，最新HBM4量產(chǎn)進程

5月26日，外媒消息，美國存儲芯片大廠美光宣布，在第六代高頻寬記憶體（HBM4）擴產(chǎn)進展順利，公司預(yù)估2027年開始量產(chǎn)新一代HBM4標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品。

美光科技全球運營執(zhí)行副總裁馬尼什?巴蒂亞于 5 月 20 日在摩根大通投資者大會上表示，美光 HBM4 的產(chǎn)能爬坡速度，約為去年12 層堆疊 HBM3E產(chǎn)品量產(chǎn)節(jié)奏的兩倍，良率改善速度也更快。這款產(chǎn)品專為英偉達Vera Rubin AI 計算平臺打造。

在市場競爭面看，三星電子與 SK 海力士同樣正運用各自的 1c 制程積極開發(fā) HBM4E。三星計劃于 2026 年第二季出貨首批 HBM4E 樣品，其基礎(chǔ)芯片將采用三星自家晶圓代工廠的 4nm制程制造。預(yù)計HBM4的銷量從第三季度開始將占據(jù)HBM總銷量的一半以上。

SK 海力士則目標(biāo)在 2026 年下半年向客戶提供HBM4E樣品，并于 2027 年展開量產(chǎn)，其基礎(chǔ)芯片據(jù)傳也將采用臺積電的 3nm制程生產(chǎn)。

為何美光可以擴產(chǎn)順利？公司認為有三大原因：首先，從過去量產(chǎn) HBM3 及 HBM3E 產(chǎn)品中所累積的營運經(jīng)驗與學(xué)習(xí)效應(yīng)。其次，HBM4 的核心晶粒（core dies）采用了美光目前主力的 10 nm級第五代 1-beta (1β) 制程，該制程的效能與良率已證實相當(dāng)穩(wěn)定。還有，美光內(nèi)部優(yōu)化的基礎(chǔ)芯片（base die），透過將 1β DRAM 與內(nèi)部自制的基礎(chǔ)芯片結(jié)合，成功將產(chǎn)品的質(zhì)量與效能最大化。

據(jù)悉，針對HBM4E，美光的生產(chǎn)策略也發(fā)生過改變。從核心晶粒切入來看，將改采 10nm級第六代 1-gamma (1γ) 制程生產(chǎn)，這也是美光首個采用 ASML 極紫外光（EUV）微影設(shè)備的制程節(jié)點，技術(shù)層級相當(dāng)于對手三星和 SK 海力士的 1c 制程。而在基礎(chǔ)芯片方面，美光將不再由內(nèi)部制造，而是轉(zhuǎn)交由晶圓代工伙伴臺積電負責(zé)生產(chǎn)。

據(jù)悉，HBM4E 的開發(fā)進展順利，預(yù)期 2027 年就能進入量產(chǎn)階段。美光首波量產(chǎn)的將是 JEDEC 標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，同時這家公司也在籌備針對客戶需求量身打造的客制化產(chǎn)品。雖然客制化版本的成本較高，但憑借其提升的效能與額外附加功能，美光預(yù)期客戶需求將非常強勁。