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高帶寬存儲器 (HBM) 市場正經(jīng)歷指數(shù)級增長，這主要得益于人工智能工作負(fù)載和高性能計算 (HPC) 應(yīng)用的激增。2022 年底 ChatGPT 的推出催生了生成式人工智能的蓬勃發(fā)展，推動 2023 年 HBM 比特出貨量同比增長 187%，增幅空前，2024 年更是飆升 193%。預(yù)計這一增長勢頭將持續(xù)下去。HBM 的增速遠(yuǎn)超整體 DRAM 市場。全球 HBM 收入預(yù)計將從 2024 年的 170 億美元增長至 2030 年的 980 億美元，復(fù)合年增長率達(dá) 33%。因此，HBM 在 DRAM 市場中的收益份額預(yù)計將從 2024 年的 18% 擴(kuò)大到 2030 年的 50%。市場將在 2025 年迎來另一個重大轉(zhuǎn)折點。當(dāng)前的供應(yīng)限制凸顯了 HBM 在 AI 數(shù)據(jù)中心和高級計算平臺中的戰(zhàn)略重要性，SK Hynix 和美光的報告表明，到 2025 年，他們的 HBM 生產(chǎn)能力已滿負(fù)荷運行。這些供應(yīng)方面的限制強(qiáng)化了對產(chǎn)能擴(kuò)張進(jìn)行投資的必要性，以滿足不斷增長的需求。
HBM 領(lǐng)先者競爭愈演愈烈
SK海力士目前在HBM市場處于領(lǐng)先地位，已于2024年末開始量產(chǎn)12Hi HBM3E，并已于2025年初啟動其下一代12Hi HBM4（36GB）的客戶樣品供應(yīng)，這一勢頭已從創(chuàng)紀(jì)錄的季度利潤中體現(xiàn)出來。
三星目前正在加速鞏固其市場地位，積極開發(fā)其HBM產(chǎn)品組合，改進(jìn)DRAM設(shè)計，并致力于為即將推出的HBM4代產(chǎn)品研發(fā)4納米邏輯芯片，目前試產(chǎn)正在進(jìn)行中，并計劃于2025年內(nèi)向客戶供應(yīng)樣品。
美光跳過HBM3，于2024年直接憑借HBM3E進(jìn)入市場，為英偉達(dá)的H200 GPU提供產(chǎn)品。盡管目前產(chǎn)能與SK海力士和三星相比有限，但美光科技正在迅速擴(kuò)大產(chǎn)量，目標(biāo)是到2025年底達(dá)到6萬片/分鐘（WPM），并將于2026年開始生產(chǎn)HBM4。
為了應(yīng)對美國對人工智能芯片和HBM的限制，中國企業(yè)已啟動大規(guī)模投資，以打造國產(chǎn)替代產(chǎn)品。盡管與行業(yè)領(lǐng)先者存在技術(shù)差距，但中國企業(yè)可以利用國內(nèi)對本土研發(fā)的人工智能加速器的強(qiáng)勁需求，這得益于政府的大力支持和完善的行業(yè)網(wǎng)絡(luò)。預(yù)計這些因素將幫助他們在未來幾年在HBM市場站穩(wěn)腳跟。
重新定義DRAM的發(fā)展
盡管微縮挑戰(zhàn)日益嚴(yán)峻，平面 DRAM 預(yù)計將在 0c/0d 節(jié)點（2033-2034 年）繼續(xù)演進(jìn)，并充分利用架構(gòu)和工藝創(chuàng)新的結(jié)合。
目前，業(yè)界依賴 6F2 DRAM 單元結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)將在 2025 年占據(jù)所有商用產(chǎn)品的主導(dǎo)地位。
然而，進(jìn)一步的微型化最終將需要向基于垂直晶體管 (VT) 的 4F2 單元過渡，并集成在 CMOS 鍵合陣列 (CBA) 架構(gòu)中。在 0c/0d 節(jié)點之后，預(yù)計向 3D DRAM 架構(gòu)的過渡將不可避免。
截至 2025 年，所有主要的 DRAM 制造商都在積極探索多種架構(gòu)路徑，以實現(xiàn) 3D DRAM 集成?；旌湘I合被認(rèn)為是未來 HBM 世代的關(guān)鍵推動因素，尤其對于高堆疊配置而言。然而，由于良率和吞吐量方面的挑戰(zhàn)，HBM 供應(yīng)商已將基于微凸塊的工藝擴(kuò)展至 HBM4 和 HBM4E。目前，混合鍵合預(yù)計將于 2029 年左右與 HBM5 一起進(jìn)入市場，尤其適用于高端 20Hi 堆疊。
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