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【存储器】决战!HBM之巅

04/14 09:34
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【本文涉及的相关企业】长鑫存储、SK海力士美光、三星、台积电英伟达

HBM市场竞争格局

HBM竞争白热化

高带宽存储器(HBM)市场自2025年下半年到如今十个月时间,扰动全球电子产业格局,生成式AI、OpenClaw自动化的井喷式爆发,目前算力资源市场Token需求一度吃紧,尤其是OpenClaw自动化Skill的火热,带动长上下文推理的需求,业界预计从原先的4kB上下文逐步扩展到128kB规模,高带宽HBM需求纸面容量将翻32倍之多,实际综合新的kv压缩和算法优化,行业估计需求也有4倍以上增长。

HBM3E市占率 (图源:Counterpoint Research)

纵观HBM市场格局三足鼎立,SK海力士、三星和美光市占率高度集中,这三家公司占据了全球HBM存储半导体生产和销售的95%以上:

SK海力士(SK Hynix): 凭借HBM3E的强劲表现,2025年稳居市场第一,根据公开财报显示,25财年营收创下历史新高(约97.15万亿韩元),其中HBM营收占比达42%,全球HBM市场份额高达恐怖的64%。并且在2026年CES展会上,SK海力士正式展出了第六代HBM4产品,据介绍由台积电12nm制程代工,预计于2026年二季度在利川M16和清州M15X封装厂量产。

三星电子(Samsung):虽然在2025年第四季度夺回了全球DRAM总营收的第一名,但在HBM领域暂时落后于SK海力士,因其在2024年间HBM3E产品没有按项目节点通过Nvidia认证而损失高利润、高价值企业级存储市场,但是在新一代HBM4上成功反超,目前三星HBM4产品成功通过Nvidia和AMD的最终认证,并同样于2026年2月在其平泽(Pyeongtaek)园区启动量产。凭借其“Turnkey(交钥匙)”的统包方案,三星拥有芯片底层设计、晶圆制造先进封装全流程的作业能力,目前16层垂直堆叠的HBM4月规划产能为17万片,略高于SK海力士的16万片。

美光(Micron):2025年HBM市占率一度达到20%以上,并有消息其将主攻12层堆叠的HBM3E芯片,随着BM3E 12-Hi产线的良率已突破90%,远超同行其他家约80%的良率水平,HBM3E的产能已经被预订一空。HBM4的研发也将步入正轨,预计在2026年底会有约1.5万片产能切换至HBM4。

长鑫存储 (CXMT): 作为国产内存的破局者,在面临严苛外部出口管制的背景下,仍旧超乎想象的完成内存芯片的研发与量产,目前外媒有信息显示,长鑫存储(CXMT)已启动12层堆栈高频宽存储器HBM3的大规模生产,自2023年进入HBM领域短短三年时间就攻克12层3D垂直堆叠互联的关键技术,业界评估其与韩系头部厂商的技术代差已缩短至三年以内。

HBM演进历史 (图源:perpetua)

技术演进与量价齐升

纵观内存市场来看,超算和AI算力群组使用HBM是一种不得已而为之,DRAM带来的“存储墙”(DRAM带宽和速率严重滞后于算力发展,导致拖慢整个算力集群性能)需要打破,HBM通过芯片制程底层重构加上垂直堆叠封装的深度改进,使得虽和DRAM存储电荷的基本单元(1T1C结构)上是一致的,但在架构逻辑和物理形态上已经演变为完全不同的产品。

以DRAM的DDR5和HBM3E为例,两种产品封装的物理结构不同,DRAM通常采用2D平面封装,即在基板上贴装芯片和打线链接或者Flip Chip倒装焊连接,HBM则采用3D垂直堆叠封装,多层芯片间用硅通孔链接。由于互联方式不同,DRAM采用多层PCB走线则数据延迟较高,HBM采用的TSV 硅通孔 + 中介层结构可以大大缩短链接距离进一步降低延迟。二者的总线宽度相差十分悬殊,DRAM通常采用单通道 32-bit 或双通道 64-bit总线带宽,而HBM则拥有极宽的总线带宽(HBM3为1024-bit、HBM4则升级为2048-bit宽度)。

举个例子,DRAM通过不断提升单通道的频率提升数据吞吐量,像是一条只有几条车道的“高速公路”,提升车速的确会提升但是总有极限,尤其是DDR5的6400+MT/s后,功耗和信号完整性问题尤为严重。而HBM则采取并行带宽化,在数据中心需要海量低延迟的数据吞吐时,选择了将“高速公路”拓宽到了1024条车道(HBM4为2048条),虽然“车速”(数据传输速率)比DRAM慢了不少,但是“车道”(带宽)却是DRAM的几十倍,并且通过Interposer(硅中介层)直接与计算芯片紧密互联,进一步提升数据传输效率。

GDDR6与HBM2封装对比(图源:SK海力士官网)

凭借着巨大的带宽和较低的功耗,HBM迅速成为AI服务器算力集群的标配,尤其是2026年技术竞赛的焦点正从HBM3E转向下一代HBM4,美光和三星已正式官宣2026年HBM4的量产,SK海力士也计划同步放量HBM4,尤其是被业界普遍看好的16层48GB版本(美光HBM4产品为12层36GB版本)。全球主要买家也集中于英伟达、谷歌、亚马逊等业界巨头,新的算力需求叠加产品换代升级使得HBM量价齐升,2025年12层HBM3E占主流的市场内,HBM平均售价同比增长了21%。预计2026年随着HBM4的逐步放量和厂商拼命提价抢占产能,HBM的年平均售价有望提升50%以上。

即将上市,决战开启

作为“国产内存之光”的长鑫存储也就在近日登上了热搜,众多自媒体纷纷发布诸如《长鑫存储IPO折戟、终止》等博取关注的夸大贴文,实际上今年3月31日,上交所官网公告长鑫科技(长鑫存储)因其上市申请文件中记载的财务资料已过有效期,需要补充提交而IPO进程中止。IPO上市提交财务信息的审核周期较长,往年跨3月31日和9月30日的公司都会例行中止,因为证监会规定需要重新提交新的财务数据再启动进程。

回顾招股书中募集资金运用与未来发展规划一节中有关于“动态随机存取存储器前瞻技术研究与开发项目”拟募集90亿资金,坊间传言将用于研发HBM3/3E和3D DRAM技术,现在综合消息看来,长鑫已具备基于16nm制程的HBM3/3E量产能力,综合良率已近80%与三星相当,并且有已成功给国内厂商送样。所以可以预见的是,此次二级市场募资除了将采买设备用于现有产能扩充之外,还有很大一部分将用于HBM4以及下一代内存产品的研发。

长鑫存储募集资金运用计划 (数据源:IPO招股书)

结语

2026年是HBM3切换到HBM4的关键一年,韩系厂商在HBM领域目前领先国内约3年时间,长鑫存储也正紧锣密鼓的募集资金抓紧追赶第一梯队的步伐。在全球主要厂商大幅增加资本支出,布局未来产能和市场格局时,长鑫的IPO进程也需要加快,因为IPO之时,才是未来HBM的决战开始之日。

参考:

《长鑫存储HBM技术发展进程》

《IPO招股书》

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