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HBM4！SK海力士又赢了。
今日，SK海力士宣布已成功完成面向AI的超高性能存储器新产品HBM4的开发，实现了全球最高水平的数据处理速度和能效，并在全球首次构建了量产体系。
消息发布后，SK海力士股价当日盘中一度上涨超5%。
HBM（High Bandwidth Memory，高带宽内存）是一种能够实现高速、宽带宽数据传输的下一代DRAM技术和规范。 其核心结构在于将多个DRAM芯片（通常4层、8层甚至12层）通过先进的封装技术垂直堆叠在一起。 正是由于HBM能以远超传统内存（如GDDR）的带宽（即数据传输速率）运行，因此它已成为高性能计算领域，特别是生成式AI所需GPU（图形处理器）的理想内存解决方案。 需要特别澄清的是，HBM与其说是一种新型DRAM芯片本身，不如说是一种定义了如何实现DRAM高速、宽带宽互连的物理和电气“接口规范”。
HBM4在带宽、通道数、功耗、容量等多方面都进行了改进。首先是带宽上的增加，通过2048bit接口提供高达8Gb/s的传输速度，总带宽提高至2TB/s。另一个重要升级是每个堆叠的独立通道数加倍，从16个通道（HBM3）增加到32个通道，每个通道包含2个伪通道。这为设计人员提供了更大的灵活性。其次是容量上的提升。HBM4支持4层、8层、12层和16层DRAM堆栈。这些芯片密度可达24Gb或32Gb，可提供64GB（32Gb 16高）的更高立方体密度。
HBM对于AI功能（特别是大规模训练和推理）、高性能计算以及高端显卡至关重要，它能够极大缓解数据吞吐的瓶颈，让GPU等处理器高效运转。
SK海力士此次预测，将该产品引入客户系统后，AI服务性能最高可提升69%。这能让AI训练和推理更快、更高效。
SK海力士在HBM4的开发过程中采用了自研的MR-MUF封装技术和第五代10纳米级（1b）DRAM工艺，MR-MUF工艺指在堆叠半导体芯片后，通过向芯片间隙注入液态保护材料并固化的方式保护层间电路，相较逐层堆叠芯片时铺设薄膜材料的传统方式，该工艺效率更高且散热效果优异。
SK海力士副总裁、HBM开发负责人赵柱焕（Kwon Eon-oh）表示，“HBM4的开发将成为业界新的里程碑”。赵柱焕是DRAM领域的专家，于2022年将全球首创的下一代工艺High-K Metal Gate (HKMG)引入到移动DRAM、LPDDR中，提高了速度并降低了功耗消耗。2023年，他晋升为SK海力士高管，承担起完成该公司HBM技术路线图的重任。
目前高端HBM市场主要由三星、美光、海力士三大巨头主导，头部厂商在HBM上的竞争异常激烈。SK海力士的HBM产品市场占有率位列第一，新品迭代上，此次SK海力士领先一步，但三星和美光也在积极跟进，两者均已经开发了HBM4产品，前者正在筹备样品生产，计划在2025年第四季度开始初期生产，目标是搭载于英伟达2026年推出的Rubin AI GPU，正计划恢复建设平泽第五工厂，为下一代HBM准备产能，后者已推出12层堆叠36GB HBM4样品，进入客户验证阶段，计划2026年正式量产。
在HBM存储器的发展过程中，散热是个大问题。若无法充分控制半导体芯片产生的热量，可能会对产品性能、生命周期和功能产生负面影响。因此，除容量和带宽外，包括散热在内均已成为先进存储器产品开发过程中的关键考虑因素。而控制散热的一大手段就是封装技术。
据悉，三星已经将混合键合技术引入到第六代HBM产品，也就是HBM4，早于竞争对手SK海力士。这不仅显著改善了发热问题，而且还明显提升了I/O数量。随着堆叠层数的增加，需要缩小芯片之间的间隙，引入混合键合技术可以缩小间隙，满足需要更多垂直堆叠层数的HBM产品的生产。
当前，HBM4的市场需求强劲，被广泛应用于AI、深度学习和高性能计算等领域。此前，英伟达CEO黄仁勋曾要求SK海力士提前六个月供应HBM4芯片。此外，特斯拉最近也向SK海力士和三星电子表达采购HBM4的意向，用于正在开发的AI数据中心及其自动驾驶汽车。而微软、Meta向三星电子采购定制HBM4芯片。
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