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HBM技术:AI高端芯片的下一个决战点

HBM芯片大战:全球玩家谁主沉浮?

AI算力的“军备竞赛”中,高带宽存储芯片(HBM)俨然成了各家争夺的“黄金山头”。谁掌握下一代HBM技术,谁就能在未来的AI芯片市场里称王称霸。然而,这场角逐不只是技术问题,更是一场全球供应链与生态体系的“角斗场”。

① 为什么HBM这么重要?

HBM就像是AI芯片的“超级内存条”,直接决定了大模型的运行效率。简单来说:

  • 容量越大 → AI模型训练得越快
  • 带宽越高 → 推理响应更迅速
  • 但眼下,AI模型的参数正在疯狂膨胀,传统HBM扛不住这波“数据暴击”。从H100到GB200,HBM容量和带宽已经翻了两三番,但需求依然紧追不放。

  • 问题来了:* 如果没有自己的HBM,那就只能像买高价进口显卡一样,眼睁睁看着别人吃肉,自己喝汤。
  • ② 全球三巨头:SK海力士、三星、美光

    长期以来,HBM市场被韩国SK海力士、三星和美国美光“三分天下”。他们稳坐钓鱼台,享受着技术代差的红利。但最近几年,中国厂商开始“抄近道”:

  • 2024年,中国提前量产HBM2(连HBM2E都没搞,直接跳班)
  • HBM3样品6月交付,年底验证量产
  • 2027年HBM3E计划落地
  • 这一连串动作,直接把8年代差缩短到了4年!连韩国人都惊呼:“中国人跑那么快?!”

    ③ 英伟达:我要自己造HBM!

  • 老黄(英伟达CEO黄仁勋)在AI芯片上尝到甜头后,野心更大——2027年他要自己造HBM裸芯片!* 这意味着:
  • 定制化HBM(更适配自家AI芯片)
    架构创新(让存储和芯片深度融合)
    生态话语权(不再完全依赖供应商)

  • 翻译*:未来HBM市场,可能不再是韩美“三巨头”独舞,而是“英伟达+三巨头”四国争霸。
  • ④ 美国卡脖子:HBM2E都不让用?

    尽管中国HBM进展神速,美国“物理外挂”(限制出口)依然是个大麻烦。去年拜登一句话:
    禁止中国AI企业买先进HBM
    禁止中国代工厂买HBM相关设备

  • 后果?* 连HBM2E都用不了,只能硬着头皮加快国产替代……
  • ⑤ 国产满血提速:长鑫存储、武汉新芯

    好消息是,国产HBM正在“开挂”前进
    长鑫存储HBM2已小规模量产,HBM3明年上马
    TSV工艺年底追上美光(硅通孔技术,多层堆叠的关键)
    2027年HBM3E直接对打国际巨头

  • 更绝的是:*
  • 韩国预计中国年底才出HBM3样品,结果6月就搞定了!

    ⑥ 差距在缩小,但战斗远未结束

    现在全球主流AI芯片已经进入HBM3E时代(英伟达Blackwell、谷歌TPU v6e都在用),而SK海力士甚至已开始测试HBM4……
    不过,中国厂商的加速度让韩国“有点慌”。TechInsights数据显示,全球巨头的领先优势正在缩小:
    2022年:1.87倍位密度优势
    2024年:1.63倍
    2025年预计:1.18倍

  • 结论:2027年,HBM市场或迎来真正的“多极化”竞争。谁会笑到最后?得看谁的技术迭代更快、生态布局更深了!*
  • HBM技术:AI高端芯片的下一个决战点

    中国HBM追赶战:一场与时间赛跑的芯片大冒险

  • ◆ “四年定律”与国产内存的倔强*
  • 长鑫存储就像班里那个总比学霸慢一拍的同学:

  • 人家三星已经写完DDR5作业时,它才开始抄…啊不是,是开始”自主创新”
  • DDR5量产工艺整整落后内存三巨头四年
  • 但今年市场份额要从1%蹦到7%,这增长速度堪比过年催婚的亲戚数量爆发
  • ◆ HBM赛道的魔幻现实*
  • 当前局势堪称”既要又要还要”的典型:

  • 短期:急需进口HBM喂饱嗷嗷待哺的AI芯片
  • 中期:2026年前必须造出自己的”内存护城河”
  • 长期:还得避免把国际供应商吓跑,维持微妙的”斗而不破”
  • ◆ 设备”卡脖子”的悬疑剧*
  • 最精彩的部分来了:

  • 号称20%的设备国产化率,不知道有没有把实验室的螺丝刀算进去
  • EUV光刻机这个”终极boss”,中国团队还在新手村刷副本
  • HBM4都要来了,我们连HBM3的装备都没凑齐,活像穿着新手装挑战终局之战
  • ◆ 破局之路:中国式解题思维*
  • 想要弯道超车就得玩点花的:

  • 上游:把半导体设备研发当成双11抢购来搞
  • 中游:让HBM和AI芯片先”相亲”再”结婚”
  • 下游:用市场换技术的老套路,不过是Plus版
  • 这场”内存攻坚战”最戏剧性的地方在于——当中国终于爬上HBM3的山顶时,别人可能已经在HBM4的山峰上开香槟了。但商业史上从不缺后来居上的剧本,谁知道这次会不会上演”中国逆袭”特别篇呢?
    HBM技术:AI高端芯片的下一个决战点

    芯片江湖:HBM争夺战的全武行

    第一回合:HBM3E的生死时速

    在芯片界的华山论剑上,长鑫存储正在憋大招——D1α和D1β工艺节点(14~13纳米),目标是HBM3E这个黄金档位。但问题是,别人早就在用EUV光刻这种顶配装备了,而长鑫还在压榨传统光刻的最后一滴潜能。
    更扎心的是,能造出来 ≠ 能卖出去。你看三星的HBM3E,长期被英伟达当“退货侠”拒收。国产HBM的命运,基本取决于国内AI芯片厂的“真爱粉”数量。毕竟海外客户?人家连试用装都不想摸一下。
    目前全球HBM客户的分布:

  • 英伟达 (65%) —— 行业大魔王,用脚投票决定谁通关
  • 谷歌 (18%) —— 新时代土财主,HBM的钱包杀手
  • 中国厂商 (1%) —— 未来可期?至少2026年之前还是要靠偷师对手的作业
  • 第二回合:HBM4进化论

    就在长鑫还在HBM3战场狂点技能树时,三巨头(SK海力士、三星、美光)已经开始搞HBM4大冒险,预计2026年成为AI芯片的顶配标准。
    这次的颠覆性玩法是“定制化”,通过AI芯片厂商专用底座裸片,取代传统通用款,优化信号、功耗和性能。SK海力士已经和英伟达、微软、博通组队开黑,三星也在拉拢AMD和博通入伙。
    亚马逊AWS高管甚至直接警告:“定制化可能会让其他玩家直接失业。” 国产厂商?只好一边加速跑图,一边祈祷国内AI大佬给力。

    第三回合:绕开HBM的“作弊”战术

    既然HBM贵得上供不起,那能不能换个路子避战?KV缓存卸载技术突然成了热门选修课!把HBM的压力丢给传统DDR或SSD,就像CPU里的多级缓存一样,热数据锁在高速区,冷数据扔到廉价仓库

  • 英伟达的Dynamo框架*就是这么干的:
  • 高频KV:存HBM
  • 低频KV:丢DDR
  • 冷门KV:送SSD(NVMe协议)
  • 最近华为的UCM技术也杀入战场,号称推理速度3倍提升,延迟砍半,9月还要开源。AI江湖的“存算一体”革命,看来是真的卷出新高度了!

    终极决战:英伟达要做HBM总导演

    未来HBM5时代,存储成本飙升甚至可能威胁英伟达的龙头地位。为了掌握话语权,英伟达决定亲自下场设计HBM底层裸片,直接捏住产业链的关键命脉。
    2024年8月,他们申请了一项3D堆叠“存算一体”架构专利,2027年可能量产3纳米基础裸片。这波操作的意思是:“别管谁家的HBM,核心模板必须是老黄家的!”
    这游戏,不仅要抢技术高地,还要看生态闭环谁先跑通。国产HBM?加油吧,毕竟“缺芯少魂”的学费,我们已经交得够多了!
    HBM技术:AI高端芯片的下一个决战点

    英伟达的”芯片叠叠乐”:高科技界的俄罗斯方块

    韩国一群闲着没事干的科学家(SETI Park)最近扒了扒英伟达的专利,发现这家公司不仅会造显卡,现在还玩起了“芯片俄罗斯方块”——把处理器和内存像汉堡一样一层层摞起来

    核心亮点:

    1. 垂直叠叠乐(Vertical Integration)

    别再用老土的“插内存条”了!英伟达直接把内存芯片像乐高一样堆在处理器上面,中间用“电梯”(垂直导电通路)连接。这样数据和算力就能上蹿下跳地高速通信,再也不用绕远路。

    2. 分区式管理(Tiled Organization)

    处理器和内存被切成整齐的小方块(tile),每一块都有自己的专属“内存管家”,数据不用再跑马拉松,效率直接拉满!

    3. I/O“不堵车”设计(Distributed I/O)

    通常I/O电路都堆在芯片外围,像个拥挤的收费站。但英伟达在每个内存方块的中心开了个小卖部,数据买零食再也不用排队了,省电又高效!

    4. 分层社交网络(Hierarchical Networking)

    芯片内部搞了个多层次朋友圈——小块数据在“小区群”里沟通,大块数据去“全市群”讨论,既保证速度,又能搞社交。

    性能翻车(噢不,是翻倍)!

    这下可好:

  • 带宽暴涨50倍(以前是单车道,现在是50车道高速公路)
  • 功耗降10倍(电表终于不会转得像个陀螺)
  • 制造工艺简单到像拼积木(老板再也不用担心良率低)
  • HBM5:2029年的大饼

    韩国科学技术院(KAIST)和某名字太长记不住的实验室(Tera)预测,HBM5将在2029年问世,目标是搭配英伟达的“费曼”芯片(没错,就是那个物理学家名字)。
    (消息来源:一些你可能永远不会点开的学术文章,反正你知道英伟达又要统治世界就对了。)

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