全球HBM技术竞赛升温：SK海力士、三星和美光的最新进展

近日，韩国存储器大厂SK海力士宣布已向客户提供12层HBM4样品，并预计在今年下半年完成量产准备。这标志着HBM4技术竞赛正式进入新阶段，三星与美光也纷纷展示了自己的HBM发展规划，包括HBM4、HBM4e等。
SK海力士表示，HBM4是全球首个专为AI计算设计的存储器，每秒可处理2TB数据，容量达36GB，采用公司最先进的MR-MUF技术制造。自2019年以来，MR-MUF技术一直应用于SK海力士的HBM2产品中。该技术的一个重要特点是使用环氧树脂模塑料（EMC）作为保护材料填充芯片间的空隙。
在AI计算时代，HBM扮演着至关重要的角色。通过垂直堆叠多个DRAM芯片，HBM能够大幅提升数据处理速度，超越传统DRAM的能力，成为一种高价值、高性能的产品。尽管SK海力士未透露客户名单，但市场普遍认为主要客户包括英伟达和博通等美国科技巨头。
英伟达在最近的GTC大会上公布了其AI处理器的发展路线图，其中包括Blackwell系列的继任者Rubin。Rubin将配备HBM4存储器，最初预计明年首次亮相，但根据SK海力士的量产时间表，一些分析师预测Rubin最早可能在今年下半年投产，明年下半年正式推出。
面对SK海力士的领先地位，三星也在奋起直追，计划在今年下半年启动HBM4的量产。三星预期，4纳米制程将加速HBM4的生产，使其在市场竞争中占据优势。目前，4纳米制程已被用于Exynos 2400芯片，这是三星旗舰AI智能手机Galaxy S24系列的核心处理器。三星高管强调，“不同于台积电和SK海力士，我们的独特优势在于，我们的芯片设计团队直接参与HBM4的开发”，并希望通过存储器部门和晶圆代工部门的协作，在HBM和代工制造领域实现差异化竞争。
相比之下，美光则显得较为保守，计划在明年实现HBM4的量产。不过，美光对HBM4前景充满信心，预计今年HBM业务收入将达到数十亿美元。当前，HBM供应已经售罄且价格确定。美光强调，HBM4E将在存储器业务中引入全新范式，其中一项重要创新是采用台积电先进的逻辑晶圆代工工艺，为特定客户提供逻辑基底定制选项。此外，美光还任命了台积电前董事长刘德音为董事会成员，以推进其HBM4研发，并加快市场布局。
然而，HBM技术的未来依然充满挑战和机遇。SK海力士HBM集成技术副总裁Han Kwon-hwan指出，HBM4的量产面临诸多技术变数，团队将专注于提前预测并制定应对策略。
从三大存储器厂商的HBM4发展来看，HBM的控制逻辑芯片（Base Die）正在向更先进的制程发展。HBM4已经从12纳米推进到5纳米与4纳米，未来HBM5可能采用3纳米甚至更先进的制程，以提升数据传输速度和降低功耗。
随着逻辑芯片制程日益先进，存储器厂商在自主研发和制造高端逻辑基底方面的难度加大，推动HBM生产向外部代工模式转移。台积电、三星和英特尔等代工厂的先进封装技术如Foveros、CoWoS-L，在HBM制造中预计将占据更重要的地位。这一趋势不仅展示了技术进步的方向，也为整个半导体行业带来了新的发展机遇。