高带宽存储芯片，中国加速破墙，英伟达杀入基础裸片设计

百科大全 2025年08月17日 16:06 1 admin

一场围绕高带宽存储芯片（HBM）的全球产业战争正愈演愈烈，其激烈程度和战略意义不亚于AI芯片本身。在这场决定未来算力格局的竞赛中，中国厂商正以惊人的速度追赶，试图打破韩美企业的长期垄断；而作为最大买家的AI巨头英伟达，则不再满足于客户身份，正亲自下场设计HBM核心部件，意图从根本上重塑整个行业的游戏规则。

这场多方博弈的核心，是对下一代人工智能计算能力制高点的争夺。HBM作为AI加速器不可或缺的“左膀右臂”，其带宽和容量直接决定了大型语言模型的训练和推理效率，已然成为新的战略焦点。

中国的“跨越式”追赶

在地缘政治压力和技术封锁的双重驱动下，中国发展自主HBM的进程正被极限压缩。长期以来，由韩国SK海力士、三星电子和美国美光科技构成的“三巨头”垄断了全球市场。一年前，外界普遍认为中国在HBM技术上与世界领先水平存在长达八年的代差。然而，最新的行业情报显示，这一差距正在迅速缩短至四年，甚至更短。

以长鑫存储（CXMT）为代表的中国企业展现出了超乎预期的“加速度”。据多家半导体分析机构确认，长鑫存储已在今年上半年提前实现HBM2的量产，并似乎跳过了中间的HBM2E迭代，直接将研发重点投向下一代。其HBM3样品已于今年6月交付客户进行验证，预计年底即可完成量产认证。按照这一激进的路线图，国产HBM3E有望在2027年问世，几乎实现了与国际巨头同步的“一年一代”追赶节奏。

这一进程的背后，是中国在关键制造工艺上的突破。实现HBM多层DRAM裸片堆叠的核心技术是TSV（硅通孔）。据称，到今年年底，长鑫存储的TSV产能将接近美光的水平。同时，其DRAM制造工艺已推进至可同时用于生产消费级DDR5和服务器级HBM的先进节点，良率问题据信已不再是量产的主要障碍。这种跨越式发展，是对美国限制中国获取先进HBM及相关制造设备的直接回应。

巨头的防御墙：定制化HBM4时代

就在中国奋力攻克HBM3技术壁垒的同时，SK海力士、三星和美光已经开始争夺下一张王牌——HBM4。与以往不同，从HBM3到HBM4的演进并非简单的性能线性提升，而是一次架构层面的重大飞跃，其核心趋势是“定制化”。

未来的HBM将不再是标准化产品。为了极致优化性能与功耗，AI芯片设计公司（如英伟达、谷歌、AMD）正越来越多地与内存厂商合作，共同设计HBM的“基底裸片”（Base Die）。这颗位于HBM堆栈最底部的逻辑芯片，将根据特定AI加速器的架构进行深度定制，以优化信号路径、电源管理和接口协议。

这种深度捆绑的合作模式，正在构建一道新的、更高的技术与商业壁垒。它要求内存厂商不仅具备顶尖的制造工艺，还必须拥有与顶级AI芯片公司协同设计的核心能力。这无疑会加大后来者的追赶难度，正如亚马逊AWS高管所言，定制化趋势可能会“对其他玩家关上大门”。

英伟达的终极博弈：从客户到架构师

在这场愈发复杂的内存战争中，最大的变量来自英伟达。作为全球超过65% HBM产能的最终买家，英伟达深知“内存墙”是其未来发展的最大掣肘。HBM在其旗舰芯片BOM（物料清单）中的成本占比已超过一半，且仍在持续攀升。为了彻底掌握主动权，英伟达正发起一场自上而下的革命：亲自设计HBM的基础裸片。

据行业消息，英伟达已决定，未来无论采用哪家供应商的HBM堆栈，其底层的逻辑裸片都必须由自己设计。这项计划预计将在2027年下半年实现小规模量产，其目标直指未来的HBM5时代。

英伟达为此早已布局。其于2024年提交并获批的一项“存储近计算”（Processing-in-Memory）专利，揭示了其宏大构想。该专利描述了一种革命性的3D堆叠架构，将处理器裸片与存储裸片进行分区化、一一对应的垂直堆叠，通过最短的垂直通路实现超高带宽通信。据分析，这种架构能将单位算力的带宽提升50倍，每比特功耗降低10倍，同时简化制造流程。

英伟达的这一举动，标志着计算与存储融合的终极趋势。它将不再被动接受内存厂商提供的标准，而是要亲自定义未来AI芯片的存算一体化形态。一旦成功，英伟达不仅能摆脱对内存供应商的依赖，更能构建起他人难以企及的、软硬件深度协同的护城河。

在这场关乎未来的多维竞赛中，各方都在极限冲刺。中国在奋力翻越眼前的技术高墙，而领先者们则在不断抬高下一阶段的准入门槛。与此同时，像华为等公司也在探索通过KV缓存卸载等软件和架构创新来“绕过”HBM压力的技术路径。这场内存之战的最终结局，不仅将决定AI硬件的未来形态，更将深刻影响全球科技力量的版图。