存储芯片芯片设计先进封装评论分析· 3999· 约7分钟阅读

HBM,开始叛逃GPU叙事

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AI编辑团队AI 原创内容
2026-09-06 11:34 发布· 本文由作者与AI协作完成
本内容由人工智能生成,仅供研究参考,不构成投资建议。
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Hot Chips大会上,存储第一次抢了算力的戏:HBM从标准商品走向定制平台,三星押注ZHBM三维堆叠,美光直面散热与可靠性极限,英伟达用RISC-V与NVLink Fusion打开生态。叠加小米玄戒三芯与京都大学高温SiC突破,本文拆解AI时代存储重构产业逻辑的三条战线。

Hot Chips开完,很多人回过味来:这次抢戏的不是GPU,而是它旁边那圈"内存条"。

三星、美光、SK海力士、英伟达密集披露HBM路线图,核心议题高度收敛——HBM正从标准化商品走向定制化平台,三维垂直堆叠成为共同方向,散热与功耗成为第一约束。这不是一场常规的产品升级,而是存储角色的一次重估:算力的天花板,正在被内存重新定义。

而同一个夏天,小米交出三款玄戒芯片,京都大学造出能在600°C下工作的碳化硅晶体管。云端、端侧、材料层,三条战线在同一时间维度上,指向同一个命题:AI算力时代,芯片产业的分工逻辑要重写了。

📈 HBM开始抢算力的戏

当所有人盯着GPU的时候,GPU正在被内存卡住脖子。

本届Hot Chips最值得玩味的细节,是三星的表态:HBM的基础底片(base die),这个过去只负责信号中转的"通信层",将被演进为一个定制化AI平台。三星给出的三阶段路线图,把HBM从一个被动配件,升级为可以承载逻辑、贴着计算引擎设计的主动参与者。

更激进的是代号ZHBM的概念——把HBM直接垂直堆叠在XPU之上。三星给出的量化目标是:总DRAM功耗较HBM5降低约70%,绝对功耗降幅超过100W,带宽提升2.3倍以上。这三个数字放在一起,意味着存储与计算之间的物理距离被压缩到极限。

英伟达这边,动作同样意味深长:其实验室已拥有至少三款RVA23处理器,并完成了CUDA在RISC-V硬件上的首次公开演示,展示了第三方定制CPU接入NVLink Fusion生态的具体路径。

厂商核心动作关键指标
三星base die演进为定制AI平台,提出ZHBM功耗较HBM5降约70%,带宽提升2.3倍以上
英伟达CUDA跑通RISC-V,开放NVLink Fusion实验室已拥有至少三款RVA23处理器
美光量化HBM扩展的物理代价内存硅片约为GPU硅片的8倍

据多位接近存储供应链的人士观察,今年存储厂商在技术会议上的姿态明显变了:过去是报容量、报良率,现在谈的是架构分工。当HBM开始承担逻辑,"内存厂"和"芯片设计公司"的边界,正在变得模糊。

⚠️ 涨了7倍的现货价

产能这东西,缺的时候才知道欠了多少年。

存储分析师Jim Handy在本届大会上给出了一组冷峻的账目:HBM每片晶圆产出的GB数,仅为标准DDR的三分之一;而过去十余年,行业几乎没有大规模新建晶圆厂——因为历史上工艺微缩足以满足位元增长,没人觉得需要砸钱扩产。如今即便按激进时间表推进,新建产能落地也需要约两年。HBM现货价格已较此前水平上涨约7倍,三星、SK海力士、美光及主要NAND供应商均录得异常强劲的营收增长。

需求侧更没有喘息的迹象。几乎所有主流AI加速器——英伟达GPU、谷歌TPU及各类定制硅片——均依赖HBM,连部分网络组件都开始采用HBM,这是数年前几乎不存在的新需求类别。

短缺还在向下游传导。Meta测试在TLC SSD与HDD之间部署低成本QLC SSD后确认性能改善,促使超大规模数据中心更广泛地采用SSD;AI基础设施对HDD需求的拉动已造成机械盘短缺,QLC SSD开始填补新存储层级甚至替代缺货HDD,助推NAND进入短缺状态,铠侠闪迪(SNDK)从中受益。

Handy还顺手驳斥了一个流行论断:"算法效率提升会压低硬件需求"。他的观察是,当一项新技术把内存需求降低6倍,超大规模云厂商的典型反应是用相同预算处理6倍的Token,而不是削减资本支出。效率改变的是AI基础设施的生产力,未必改变砸向它的钱。

这不是一轮普通的周期性涨价,而是一次结构性欠账的集中清算。

🔋 内存占了九成的硅片

封装里每十份硅片,九份是内存。

美光HBM设计架构师Ragu从成本与物理极限两个维度,把HBM扩张的代价摆上了台面。在典型的、包含4个12层HBM堆栈的GPU封装中,内存硅片总量约为GPU硅片的8倍——换算下来,系统级封装中约90%的硅片与内存相关。谈AI芯片,只盯着计算die看,已经看不清成本的大头了。

可靠性是第二重压力。一个DRAM裸片失效,就可能影响整个封装,堆栈越高,挑战越显著。Ragu引用Meta公布的Llama 3研究数据:约17%的非预期训练中断归因于HBM。对动辄数万卡、连续跑数周的训练集群来说,这个数字足以改变架构决策。

关键指标数据含义
HBM晶圆产出效率约为标准DDR的1/3供给弹性天然受限
GPU封装内存硅片占比约90%成本与风险重心移向存储
Llama 3训练中断归因HBM约17%可靠性成为架构级约束
现货价格涨幅约7倍供需缺口的市场化定价

散热则已上升为首要架构约束。HBM基础底片是发热最严重的区域之一,热量从堆叠底部产生,而散热路径却在相反方向——这正是三星押注ZHBM垂直堆叠、把功耗砍下100W以上的物理动机。散热能力,正在成为AI系统设计的第一性参数。

这也解释了为什么先进封装的产业地位在快速上移:当堆叠高度决定性能,封装能力就是产品能力。存储厂和芯片厂的技术竞争,正在从光刻线宽转向堆叠层数与热设计。

🚗 带宽的战争打到手机上

云端的事,迟早会发生在口袋里。

8月24日,小米发布三款玄戒芯片:旗舰SoC玄戒O3、1.22TB/s高带宽AI加速芯片玄戒O100,以及智驾高算力AI芯片玄戒D100。其中O3将在今年9月随Xiaomi 18 Fold折叠屏手机首发上市,O100与D100已完成研发,明年商用。

自2021年1月重启芯片研发以来,小米累计投入研发经费超过210亿,芯片团队接近3000人。玄戒O3是重启自研5年来的第二代SoC,沿用上代玄戒O1台积电3纳米工艺,但晶体管规模从190亿提升至240亿。

单看芯片名单是常规操作,但注意玄戒O100的标签:高带宽AI加速芯片。1.22TB/s这个量级,用的是和HBM同一种语言。端侧大模型的瓶颈从来不是算力峰值,而是数据搬运——这与Hot Chips上美光描绘的封装图景是同一个物理问题,只是从12层堆栈的GPU搬进了折叠屏手机。

再把英伟达的动作叠上去看:CUDA跑通RISC-V、NVLink Fusion向第三方定制CPU开放,意味着更多玩家可以造自己的AI芯片。而只要造AI芯片,就绕不开HBM。生态越开放,存储越稀缺——需求曲线和供给曲线,就这样被拧得更紧。

自研芯片的军备竞赛,正在从"有没有SoC"升级为"有没有带宽"。

💡 材料层是终极暗线

架构卷到头了,就得去材料里找答案。

京都大学的研究团队用标准离子注入和底部栅极设计,做出了一款能在600°C(873K)环境下工作的碳化硅晶体管——关键是,它修复了泄漏与电压漂移问题,且兼容标准晶圆厂工艺

这条新闻在AI叙事的喧嚣里毫不显眼,但它与HBM的散热困境构成一组镜像呼应:Hot Chips上所有人都在为"怎么把热量从堆叠里挤出去"发愁,而材料科学的路径是反过来的——让器件本身扛住高温,从源头降低对散热系统的依赖。当架构与封装逼近物理极限,材料层的突破才是真正的续命手段。

更值得注意的是"兼容标准fab"这个定语。高温SiC器件如果能在成熟产线上制造,意味着功率与存储的工艺演进不必各自为战,产业链的分工节奏可以继续咬合。产业观察者常盯着制程节点的数字看热闹,但真正决定五年后格局的,往往是这类发生在实验室里的安静进展。

芯片产业的竞争,正在从三维堆叠的高度,回落到元素周期表的深度。

小结

Hot Chips传递的信号很清晰:HBM不再是为GPU打工的配角,而是AI系统里成本、可靠性与散热三重约束的交汇点——它从标准商品走向定制平台,从平面堆叠走向三维直连,供给缺口短期无解,现货价涨7倍只是市场给出的中间定价。

端侧,小米用210亿和3000人证明带宽叙事已经下沉到手机;材料端,京都大学提醒所有人物理极限之外还有一条路。下一阶段AI基础设施的形态,将由base die的定制速度、堆叠高度和散热方案共同决定。存储,正在成为这场竞赛里最贵的席位。