价格暴涨500%，HBM市场彻底引爆！

记忆体技术作为电脑系统的核心组成部分，其效能的提升对于整体运算能力的提升至关重要。在这个背景下，高频宽记忆体（HBM）以其卓越的效能表现，正逐渐在记忆体技术领域崭露头角，成为推动运算领域进入全新时代的关键力量。
相较于传统的动态随机存取记忆体（DRAM），HBM的效能优势显而易见。

01 远超越DDR
DDR 是一种常见的电脑记忆体类型，最早是为了提高记忆体传输速率而设计的。它采用了双倍数据传输技术，即在每个时脉周期内可以传输两次数据，从而提高了数据传输速率。
目前最常见的DDR版本是DDR4、DDR5，但过去还有DDR3、DDR2、DDR等版本。每一代DDR版本都有不同的资料传输速率和效能。
DDR记忆体通常用于电脑的系统内存，用于储存作业系统和正在运行的应用程式等资料。
HBM是一种高频宽记忆体技术，专注于提供更高的记忆体频宽，尤其适用于高效能运算和图形处理领域。HBM的一个显著特点是，它使用了堆叠技术，将多个DRAM芯片垂直堆叠在一起，从而大大增加了资料通路，提高了记忆体的频宽。
因此HBM 具有可扩展更大容量的特性。不仅HBM 的单层DRAM 芯片容量可扩展，HBM 还可以透过4 层、8 层以至12 层堆叠的DRAM 芯片，此外HBM可以透过SiP 整合多个HBM 叠层DRAM 芯片等方法，实现更大的记忆体容量。
HBM记忆体通常用于高效能显示卡、GPU加速器以及需要大量资料传输的高效能运算应用中。
从功耗角度来看，由于采用了TSV 和微凸块技术，DRAM 裸片与处理器间实现了较短的讯号传输路径以及较低的单引脚I/O 速度和I/O 电压，使HBM 具备更好的记忆体功耗能源效率特性。以DDR3 记忆体归一化单脚I/O 频宽功耗比为基准，HBM2 的I/O 功耗比明显低于DDR3、DDR4 和GDDR5 记忆体，相对于GDDR5 记忆体，HBM2 的单脚I/O频宽功耗比数值降低42%。
在系统整合方面，HBM 将原本在PCB 板上的DDR 记忆体颗粒和CPU 芯片全部整合到SiP 里，因此HBM 在节省产品空间方面也更具优势。相对于GDDR5 记忆体，HBM2 节省了94% 的芯片面积。

02 三大原厂的研发历程
目前的HBM市场主要以SK海力士、三星和美光三家公司为主。
2014 年，SK海力士与AMD 共同开发了全球首款矽通孔HBM，至今已迭代升级了4代HBM产品，性能与容量持续提升。2020年SK海力士宣布成功研发新一代HBM2E；2021年开发出全球第一款HBM3；2022年HBM3芯片供货英伟达。2023年8月，SK海力士推出HBM3E，11月英伟达宣布H200将搭载HBM3E。
可以说从HBM1、HBM2E、HBM3、HBM3E，SK海力士持续领先。2022年SK海力士占据HBM市场约50%的份额，三星占40%，美光占10%。
在很长一段时间内，SK海力士都是英伟达HBM的独家供应商。2023年SK海力士基本垄断了HBM3供应，今年其HBM3与HBM3E的订单也已售罄。
三星是在2016年，开始宣布量产4GB/8GB HBM2 DRAM；2018年，宣布量产第二代8GB HBM2；2020年，推出16GB HBM2E产品；2021年，三星开发出具备AI处理能力的HBM-PIM ；虽然三星的路线图显示2022年HBM3技术已经量产，但实际上三星的HBM3在2023年底才正式完成验证，这意味着在大量生产之前，市场还是由SK 海力士垄断。
再看美光，2020年，美光宣布将开始提供HBM2记忆体/记忆体；2021年，HBM2E产品上市。为了改善自己在HBM市场中的被动地位，美光选择了直接跳过第四代HBM即HBM3，直接升级到了第五代，即HBM3E。随后在2023年9月，美光宣布推出HBM3 Gen2（即HBM3E），后续表示计划于2024 年初开始大批量发货HBM3 Gen2 内存，同时透露英伟达是主要客户之一。

03 HBM2e过渡到HBM3e
HBM的概念的起飞与AIGC的火热有直接关系。
AI大模型的兴起催生了海量算力需求，而资料处理量和传输速率大幅提升使得AI伺服器对芯片记忆体容量和传输频宽提出更高要求。HBM具备高频宽、高容量、低延迟和低功耗优势，目前已逐步成为AI伺服器中GPU的搭载标配。
目前，HBM产品以HBM（第一代）、HBM2（第二代）、HBM2E（第三代）、HBM3（第四代）、HBM3E（第五代）的顺序开发，最新的HBM3E是HBM3的扩展版本。