15,360瓦。

这差不多是十几台家用空调同时开的功率。

在一份韩国大学实验室画出的路线图里,它是2035年一颗AI芯片模组要吃掉的电。其中超过三分之一,没有给GPU,而是给了它身边一种你很可能从没见过真面目的芯片——

HBM,高带宽内存。

你电脑里的内存条,是一颗颗内存芯片平铺在电路板上的;HBM是把十几层内存芯片像盖楼一样竖着叠起来,再贴在GPU旁边。

别小看这栋“楼”。英伟达每一颗数据中心GPU的性能上限,很大程度上由它决定;三星、SK海力士、美光三家的市值,今年都在这轮由AI点燃的内存短缺中越过或逼近了万亿美元。

画出这张路线图的人叫金正浩,韩国科学技术院(KAIST)教授,在韩国被称作“HBM之父”。2025年6月11日,他带着二十多名研究生开了一整天的线上工作坊,发布了一份371页的讲义:《HBM Roadmap Ver 1.7》。

据我们检索,这是第一份公开、完整地把HBM从HBM4推到HBM8、从2026年排到2038年的路线图。按它的推演,一颗HBM的带宽要从2 TB/s涨到64 TB/s,整整32倍;一个GPU模组的功耗,要从2.2千瓦涨到15.4千瓦。

发布当周,Tom’s Hardware、Wccftech和国内多家科技媒体都做了转载。可流传最广的两个数字——“HBM4单颗288GB”“HBM8单颗6TB”——其实读错了:它们是讲义第30页里整个GPU模组的总容量,不是单个HBM堆栈。

连最出圈的两个数字都被读错了,这份讲义值得有人从第1页读到第371页。

我们读完了,然后做了一件在中英文资料里都没找到先例的事:

拿这份预言,和15个月后的现实逐项对答案。

这15个月里,HBM4已经量产,下一代HBM4E已经送样;英伟达发布了NVHBM,亲自定义HBM最底下那颗芯片的接口;SanDisk用闪存叠成的HBF,流片了第一颗。

答案有点出乎意料:

  • 速度,他猜慢了。产业跑在路线图前面约一代半。

  • 架构,他猜快了。他设想的新结构,现实落后一到两代。

  • 电费,没算平。路线图最底层的能耗账里,有一个数字已经低于今天DRAM阵列访问本身的能耗(本文估计)。

第三条最要命。后面你会看到,近存计算、以HBM为中心的计算、嵌入式冷却,在很大程度上都可以看作这笔账逼出来的(本文判断)。

读懂这三点,就读懂了未来十二年AI芯片的主线。

如果要下载这份371页的PPT,请关注公众号并回复“HBM”即可下载。

阅读指南|全文约1.8万字、36张图,分四部分:对答案(一至四节)→ 五笔物理账(五至九节)→ 谁来拆墙(十至十五节)→ 钱与中国(十六至十八节)。建议收藏慢慢看。只有30秒,先看下面的速读卡;只关心钱,可以直接跳到第十六节。

30秒速读卡:十个判断

  • 速度跑在预言前面约一代半。KAIST假设HBM4为2 TB/s,量产HBM4已达2.75–3.0 TB/s;HBM4E在2027年量产,比KAIST给HBM5定的4 TB/s早约两年。

  • 架构落后于预言一到两代。KAIST以为HBM4就会把近存计算塞进base die;现实中客户定制要到2027年的HBM4E,而且先只定制接口和控制器。

  • 最大的隐藏假设是能效。带宽涨32倍、功耗只许涨2.4倍,每比特能耗要在12年里降到1/13(按讲义p29口径);而过去三代几乎原地踏步。

  • 这笔账算不平,才有了后面的一切。近存计算、HBM为中心的计算、嵌入式冷却,在很大程度上可以看作这张功耗表逼出来的(本文判断)。

  • 逼出3D的是几何与RC,不是散热。HBM8每毫米边长要引出约1,500根线,平面中介层布不下;换细线布得下,又跑不快。

  • 高度墙在松动,混合键合在推迟。JEDEC已把高度放宽到775 µm,据报还在讨论900 µm以上;SK海力士已明确HBM4E不用混合键合。

  • base die正在变成“新北桥”。内存控制器放在谁的芯片上,谁就掌握内存的定义权。权力流向“谁设计base die”,而不是整体流向存储厂。

  • HBM越来越像缓存。带宽涨32倍、容量只涨5倍,封装里会长出一整套存储层级;HBF是吞吐机,不是延迟机。

  • 钱的三个反常识。2026年一季度起,DDR5每片晶圆的收入超过HBM;HBM占DRAM营收的比例2026年反而下降(本文推算);龙头SK海力士受早期低价长约拖累最大。

  • 中国距前沿约3–5年,产能差一个数量级以上。但HBF新赛道的护城河在NAND阵列与晶圆键合,而晶圆键合恰是国产存储最早量产的能力之一。

第一部分

对答案

一、一份被读错的预言书,和它的三个破绽

先说清楚这份讲义是什么。

它由24个报告组成:前101页是金正浩本人90分钟的总论,其余23个是研究生报告。金正浩的实验室TeraLab长期做高速互连、电源完整性和封装设计,与韩国存储厂合作紧密。这决定了这份讲义的长处,也决定了它的立场,后面会反复看到。

路线图的骨架,是下面这张表:三年一代,HBM4(2026)、HBM5(2029)、HBM6(2032)、HBM7(2035)、HBM8(2038)。

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图1|KAIST的HBM4→HBM8路线总表。I/O从2,048扩到16,384,速率从8 Gbps升到32 Gbps,单栈带宽涨32倍;容量只涨约5倍,功耗从75 W升到180 W;键合从微凸点走向无凸点Cu-Cu直连,冷却从冷板走向浸没和嵌入式。注意右上角“Ver 1.2 / updated 250521”。(讲义p29)

再往上一层,是把这些HBM装进GPU模组的系统推演。从这张表开始,数字变得惊人:

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图2|KAIST推演的GPU-HBM模组。中介层从Rubin的2,194 mm²扩到2035年的9,245 mm²,HBM从8栈到32栈,模组功耗从2.2 kW升到15.4 kW。媒体流传的“单颗288GB/6TB”其实是这张表里的模组总容量。(讲义p30)

读这份讲义,要带着三个提醒。

破绽一:它是拼装的。总表右上角写着“Ver 1.2 / updated 250521”,与封面的Ver 1.7不一致。我们逐页核对,讲义内部至少有十几处数字对不上。举一个最显眼的:2035年的模组,32个HBM7×24 TB/s应为768 TB/s,表里写的是1,024 TB/s;总功耗15,360 W用的是HBM8的单栈180 W,若按表中标注的HBM7(160 W/栈)计,应为14,720 W——开头那个“15,360瓦”,可能多算了640瓦。

破绽二:它兼有专利展示的性质。总表里有一整行,标着“Additional Features (Patent)”。

破绽三:它有立场(本文判断)。“HBM为中心、GPU退出数据通路”的叙事,天然契合存储厂的战略诉求。技术预测和产业倡导,要分开读。

所以我们的读法是:

把它当成一张“物理可能性地图”和一份“问题清单”,而不是时间表。

它最有价值的地方,不是猜对了哪一年,而是把HBM未来十二年要撞的每一堵墙,都列了出来。

但在对答案之前,得先弄明白一件事:一颗内存芯片,凭什么让英伟达和三家存储巨头都这么紧张?

二、先补一课:一颗内存,凭什么卡住整颗AI芯片

如果你不是做芯片的,这一节值得花三分钟。后面所有的账,都建立在这里。

厨房越来越大,传菜口却没怎么变宽

AI芯片有一个越来越尖锐的矛盾:算得越来越快,喂得越来越慢。

讲义用英伟达三代GPU的数据说明:从V100到H100,峰值算力涨了15.8倍(A100/H100取稀疏峰值,按稠密口径约7.9倍),HBM带宽只涨了3.8倍。美光在2026年Hot Chips上给出了更新的口径:加速器算力约每两年涨3倍,HBM带宽每两年涨不到2倍——用美光的原话说,“内存墙在恶化”。

打个比方:厨房(算力)每两年扩建三倍,传菜口(带宽)只拓宽不到两倍。厨师越来越多,却越来越多地站着等菜。

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图3|算力涨得比带宽快:V100→H100峰值算力×15.8,HBM带宽×3.8,拐点右移,Transformer类负载更多落入带宽受限区。(讲义p115;A100/H100为FP16稀疏峰值口径)

一栋住商楼,楼里有几千部电梯

金正浩在讲义里放了三页比喻(讲义p14、p16、p18):一栋住商复合楼、一部电梯、一座仁川机场。这三页只有标题和一张照片,下面的解读是我们按上下文补上的。

住商复合楼:楼下几层是商铺裙楼,楼上是住宅塔楼。HBM最底下那颗逻辑芯片叫base die,就是“商铺层”,负责对外打交道;上面叠着的十几层DRAM芯片是“住宅层”,负责存数据。

电梯:楼上楼下要靠电梯连通。HBM里的“电梯”叫TSV(硅通孔)——在每一层芯片上打出几千个贯穿的孔,灌上铜,让数据竖着上下。

机场:海量旅客(数据)要同时进出,靠的不是一条快车道,而是很多登机口同时开放。

这栋“楼”最后和GPU并排贴在一块硅片上(硅中介层),中间铺着几千条“车道”。下面这张A100的实物切片,是讲义里少有的封装实拍照片:

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图4|NVIDIA A100实物切片:HBM2E的DRAM die堆叠在base die上,经微凸点接硅中介层,与GPU并排;中介层再经C4凸点接基板。(讲义p13,原图注明引自NVIDIA)

左边能数出8层DRAM叠在更宽的base die上,通过密密麻麻的微凸点坐在中介层上,与右边的GPU顶面齐平——这就是台积电的CoWoS封装,也是今天AI芯片最抢手的产能。

机场的秘密:慢,但是多

更值得看的是HBM的“内部视角”。HBM3对外只有1,024根线、每根7 Gbps;到TSV层变成4,096根×1.75 Gbps;到最里面的bank group层,变成16,384根×0.4375 Gbps。每一层都是896 GB/s。

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图5|HBM3的内部带宽分解:从bank group到接口,线数逐级收窄(16,384→8,192→4,096→1,024)、速率相应提高,每层都是896 GB/s。HBM的本质是用海量低速并行加时分复用换高带宽。(讲义p17)

这张图藏着一个很少被讨论的事实:DRAM阵列本身的速度,二十年几乎没变。

HBM的快,不是存储单元变快了,而是“登机口”开得足够多。

如果内部速率维持0.4375 Gbps,HBM8的64 TB/s需要约117万根同时工作的数据线,是HBM3的71倍(本文推算)。

这也解释了为什么HBM越来越“费硅”:美光披露,HBM4每颗die有256个bank,是HBM3E的2倍、DDR5的8倍;同样容量,HBM3E消耗的晶圆面积约为DDR5的3倍,而且逐代恶化。

它也越来越贵。按韩媒2025年11月报道的2026年供货谈判价估算,12层HBM4一颗约560美元(另有报道称超过600美元),比HBM3E贵约一半;一颗英伟达Rubin身上装8颗,光内存就是约4,500美元(本文估算)。

HBM是整颗AI芯片里最贵、最难造、也最卡脖子的部件之一。这就是为什么一份HBM路线图,值得逐页去读。

课补完了,现在翻开答卷。先看最直观的一题:速度。

三、对答案:速度猜慢了一代半,架构猜快了一到两代

下面这张表,是本文的核心之一。左边是KAIST在2025年6月写下的预言,右边是2026年9月的现实。

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图6|对答案:以单栈带宽计,厂商实际进度跑在KAIST路线图前面约1.5代。HBM4E送样已达3.6–4.1 TB/s,2027年量产。

把这张表压成一句话:

凡是客户掏钱拉动的,产业都比预言快;凡是要改写范式的,预言都比产业急。

具体说,速率、模组容量、HBF进度这些由客户和商业节奏驱动的维度,产业都比讲义快;近存计算的编程模型、HBM为中心的计算、堆栈内流道这些需要系统级范式变化的维度,讲义都比产业激进。电气规格提前约一代半,架构创新推迟一到两代。

速度为什么跑得这么快?因为有一个足够强势的买家在拉。2025年三季度,英伟达把Rubin的HBM4引脚速率要求上调到11 Gbps以上;据TrendForce,三家均需调整设计(美光否认重新设计),量产推迟约一个季度。Rubin的带宽口径,从13 TB/s一路改到了22 TB/s。

有意思的是,AMD走了另一条路:MI455X用12个HBM4堆栈拿到432 GB和23.3 TB/s,折合每栈约1.94 TB/s、约7.6 Gbps(本文推算)——用栈数换带宽,不追引脚速率。

同一代HBM4,两种哲学。这恰好对应了带宽仅有的两个旋钮,后面还会讲到。

路线图是写在纸上的预言;金正浩在采访里,还说过不少更大胆的话。

四、给“HBM之父”的7个惊人判断打分

路线图之外,金正浩这15个月里还说过不少惊人的判断,在韩国和国内都传播很广。既然在对答案,不妨一起打个分。

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七个判断打下来:方向感一流,技术节奏大致踩准,但对“内存压过英伟达”的判断偏乐观。这和他路线图里“HBM为中心”的立场一脉相承。

但真正值得拿出来说的,不是哪一句说得准不准——

而是那张路线图里,有一个数字,低于DRAM阵列访问本身的能耗。

第二部分

五笔物理账

接下来五节,是五笔物理账:电费、线、高度、热、电流。每一笔对应一堵墙。它们是全文最硬的部分,但每节只讲一件事,结论都加粗放在节末。读累了,可以只看加粗句,再从第十节接着读。

五、第一笔账·电费:一张比发动机空转还省油的油耗表

如果把这份路线图当成一份财务预算,最可疑的一行是电费。

两个旋钮:车道数×车速

先交代一个背景:想让HBM搬数据更快,只有两个旋钮可拧。

把HBM和GPU之间的连接想象成一条高速公路:带宽=车道数×车速。车道数就是I/O数,车速就是每根线的速率。

KAIST的“涨32倍”,是车道扩8倍、车速提4倍拼出来的,而且两个旋钮轮流拧:HBM5只加车道不提速(4,096 I/O、8 Gbps),HBM6只提速不加车道(16 Gbps),到HBM7和HBM8再一起涨。

产业偏偏反着来:HBM4E没加车道,就在2,048 I/O上把车速拉到16 Gbps;三星对HBM5的口径是“2倍HBM4E”。

两条路都不便宜,而且越往后越贵,贵得不成比例:

  • 加车道:GPU和HBM两头都要多修“匝道”(PHY电路面积),中间的硅中介层还要多铺几层路;

  • 提车速:信号越快越容易“抖”,得花真金白银去压住抖动。讲义里一个学生报告算过:把HBM5的电源噪声抖动目标从6 ps收紧到5 ps,需要的去耦电容从2个增加到8个(讲义p199,读图估计)。要求只收紧了一点,电容却翻了两番。

哪个旋钮更便宜,决定了每一代HBM长什么样。但不管拧哪个,都绕不开同一张账单:电费。

12年,油耗降到1/13

把讲义总表里的两行数字放在一起,会看到一把张得很开的剪刀:从HBM4到HBM8,单栈带宽要涨32倍,单栈功耗却只许涨2.4倍(75 W→180 W)。

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图7|路线图里的剪刀差:以HBM4为1,单栈带宽涨32倍,容量涨5倍,DRAM die密度涨3.3倍,功耗只许涨2.4倍。

搬的数据多了32倍,用的电只多2.4倍。唯一的出路,是让搬每一个比特的电费大幅下降。这个指标叫“每比特能耗”,单位是pJ/bit(皮焦/比特)。你可以把它理解成芯片的“百公里油耗”:搬同样多的数据,要花多少电。

把单栈功耗除以单栈带宽,这张路线图隐含的“油耗”就算出来了:

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图8|按讲义原表反推的每比特能耗:HBM4约4.6 pJ/bit,HBM8约0.34 pJ/bit,12年降到约1/13。

从4.6 pJ/bit到0.34 pJ/bit,12年降到约1/13,年均下降约20%(按p29的75 W计;若取p27的43 W,也需降约7.7倍)。

换成汽车,就是要求一辆车在12年里,把油耗降到原来的1/13。

问题是,这辆车过去几乎没怎么省油。按讲义自己p27的业界表推算,HBM2E、HBM3、HBM3E三代的每比特能耗分别约5.2、3.8、4.0 pJ/bit。三代下来,几乎原地踏步。

比发动机空转还省油?

0.34 pJ/bit到底有多难?得先看搬一个比特的电,都花在了哪。

它大致分两段:一段是把数据从存储单元里“取出来”,一段是沿着线“送出去”。HBM的聪明之处在第二段:数据靠极短的TSV竖着走,“送出去”的电费被压了下来。可第一段是DRAM阵列自己的事。打开一整行(行激活)、放大微弱的信号(感放)、在芯片内部搬运,一样都省不掉。

讲义p302引用的数据是:DRAM芯片主动读取约5 pJ/bit(DDR4口径)。其中阵列本身那一段,按公开文献的一般估计仍在1 pJ/bit量级(本文估计)。

换句话说——

0.34 pJ/bit,已经低于今天DRAM阵列访问本身的能耗。

好比要求一辆车的百公里油耗,比它发动机空转的油耗还低。

反过来算,就知道180 W这个数有多“紧”:

  • 如果HBM8能做到1 pJ/bit,64 TB/s要约510 W一栈;

  • 如果维持HBM4的能效,要约2.4 kW一栈。

路线图里的180 W,更像散热封顶,而不是物理推演。

现实也在印证:油耗在降,总油量却涨得更快。三星在ECTC 2026的论文中估计,HBM4E的功耗比HBM3E高86%,是HBM2的5.6倍;同期单栈带宽涨了约2.5–3.4倍,每比特能耗仍降了三到四成。这是进步,但年均降幅明显低于路线图要求的约20%。三星在Hot Chips 2026上还说,base die的功率密度将从HBM4E的0.5 W/mm²升到HBM5的2 W/mm²以上。

所以,这笔账的含义远比“功耗会更高”深刻。它只给HBM留了两条路:

要么带宽跑不满,要么数据必须少走路。

回头再看讲义的架构路线,从“近存计算”一路走到“HBM为中心的计算”,在很大程度上可以看作它自己的功耗表逼出来的(本文判断)。不让计算靠近数据,这张表合不拢。

电费账算不平,工程师的第一反应是:那就多修几条路,让数据跑得更快。可路,也快修不下了。

六、第二笔账·线:一根头发丝的宽度里,要引出一百多根线

问题出在“门”太窄。

HBM和GPU之间所有的数据,都要从HBM堆栈朝向GPU的那一条边“出门”。这条边只有约11 mm长,门却一代比一代挤:I/O数每代翻倍。讲义p31画出了工程师为此做的努力:微凸点(芯片间的微型焊点)间距从55 µm缩到40 µm,中介层上的“路”从2层加到6–8层,线宽压到2 µm以下,还要在信号线之间夹地线当“隔离带”(“信号-地-信号”交错屏蔽)。

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图9|带宽扩展靠加宽:I/O从1,024到2,048再到4,096–8,192;凸点间距从55 µm缩到40 µm,中介层布线从2层增到6–8层、线宽降到2 µm以下。(讲义p31)

我们把这个压力换算成一个直观的数:这条边上,每毫米要挤出多少根线?

HBM4约186根,HBM8约1,489根。相当于要在一根头发丝(约70 µm)的宽度里,分几层引出一百多根线。

平面硅中介层能挤多少?按2 µm线宽线距、4–8层布线、信号与地1:1交错估算,大约500–1,000根/mm。HBM8要的,已经超出这个能力。

那把线做细呢?可以。改用亚微米细线(讲义p216里硅中介层线宽为0.4 µm),线数能布下,但电阻和损耗随之飙升,于是撞上第二道坎。

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图10|岸线账:HBM8每毫米堆栈边长需引出约1,500根数据线,按2 µm线宽估算已超出平面中介层能力,改用细线则RC超出时序预算。

这道坎叫RC,可以理解成“水管越细,灌满越慢”。

线越细,电阻越大。信号每翻转一次,都要把线上的电“灌满”或“放空”,电阻越大,灌得越慢。估算一下:1.2 µm宽、5 mm长的铜线,电阻约70 Ω,这个“灌满时间”(RC时间常数)已经和32 Gbps下每个比特的停留时间(单位间隔,约31 ps)同一量级(本文估算)。

也就是说,上一个比特还没站稳,下一个比特就来了。

补救的办法是在接收端加“均衡器”,把被拖坏的信号修回来。讲义在HBM6一代,就把“混合均衡器”列进了AI设计代理的任务。可均衡本身又要吃电,绕回了上一节那张电费账。

结论:几何与RC一起,把2.5D中介层的天花板定在HBM7前后。HBM8把GPU叠到HBM上方,是被逼出来的。

平铺走不通,就只能往上叠。于是讲义给出了这样一幅图:

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图11|KAIST对HBM8的设想:GPU面朝下压在多座HBM之上、贴近散热器,HBM之间嵌入硅柱die给GPU供电——中介层从高速信号通道退为承载内存的底座。(讲义p46)

产业已经在往这个方向走,只是比讲义快:

  • 三星zHBM:用晶圆键合把HBM直接叠在处理器上,Hot Chips口径下I/O功耗降约70%、带宽约2.3倍,2029年以后推出;

  • 英伟达Feynman:2028年首次采用3D die堆叠加定制HBM(3D堆叠是否涉及内存尚未披露);

  • SK海力士:封装负责人称,从HBM5起研究把DRAM垂直叠在GPU上。

线的问题,靠把GPU往上叠来解。而HBM自己往上加层,也有一道墙。

七、第三笔账·高度:8张A4纸的厚度,要塞进20层芯片

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图12|堆叠越来越高,总高度却被卡住:4/8-Hi→12/16-Hi→20-Hi对应DRAM die 90→45→36 µm,键合从微凸点走向Cu-Cu,TSV/凸点间距从35 µm缩到10–15 µm。(讲义p32)

HBM不能无限往上盖。它要和旁边的GPU顶面齐平,才能共用一块散热器,所以JEDEC给整栈规定了高度上限:原来是720 µm,HBM4放宽到775 µm——大约8张A4纸叠起来的厚度。

要在这个高度里塞进16层、20层芯片,每一层就得磨得比头发丝还薄。

讲义这张图有一个算术破绽:16×45 µm=720 µm,20×36 µm=720 µm——正好顶满,没给base die和键合层留一微米余量。

现实比讲义松:

  • JEDEC已放宽高度:SK海力士在Hot Chips 2026上说,775 µm恰好等于300 mm逻辑晶圆的厚度;16-Hi的核心die进一步减薄(媒体转述约50 µm,另有约30 µm的说法,口径待核),die间距比12-Hi缩小一半;20-Hi需要825–900 µm。

  • 高度继续松动:据韩媒报道,JEDEC在讨论HBM4E放宽到约900 µm、HBM5最高1,000 µm(尚未官宣)。

高度一放宽,混合键合就推迟。

混合键合(Cu-Cu直连)是业界公认的下一代堆叠技术:取消芯片之间的焊球,铜对铜直接“长”在一起。同一高度下核心die可以厚24%,热阻比现在的MR-MUF工艺低约35%。但它贵、良率低。只要JEDEC肯放宽高度,厂商就宁可继续用老工艺。

于是,SK海力士明确HBM4E继续用MR-MUF,混合键合最早用于HBM5的20-Hi以上;三星更激进,计划在16-Hi HBM4E上与TC键合并行导入。有意思的是,现实节奏恰好落在讲义自己前后矛盾的两页之间:讲义主表写HBM6才上Cu-Cu,p32却写HBM5(2028年)就上。

这一推迟,直接改写了两家设备商的命运:

  • TC键合机龙头韩美半导体:2025年前三季度拿走71%的HBM TC键合机营收,2026年二季度营业利润率高达52%;

  • 混合键合龙头BESI:混合键合客户增至21家,但“前三大HBM厂一家领先、两家测试中”;三星在Pyeongtaek规划约50台D2W混合键合机的量产线,全面量产要到2029–2030年。

规矩一松,新技术就推迟;推迟一年,就有人多赚一年。

楼盖得越高、越薄,下一个问题就越致命:热。

八、第四笔账·热:温度就是时钟

HBM有个麻烦的邻居:GPU。

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图13|GPU与HBM的热耦合仿真:GPU约115–125 °C,热量经中介层和模塑料灌进HBM,把它推到95–105 °C(读色估计)。(讲义p21)

从图13能看到,GPU的热量顺着中介层和模塑料,一路“灌”进隔壁的HBM。而DRAM怕热:超过85 °C就要加倍刷新(刷新,就是定期给存储单元“补一次电”),既占带宽,又加功耗。

所以,GPU每多烧一百瓦,都在蚕食HBM的热余量。这是系统级成本模型里常被忽略的一项。

HBM自己也越来越烫。按讲义数字,HBM8单栈180 W;按HBM4约12.8×11 mm的占地(SK海力士Hot Chips口径)计,平均热流约128 W/cm²,单位面积的发热约为一颗B200级GPU的两倍。而且这些热不是从一整块硅片上散掉,而是要一层层穿过20多层键合界面,就像隔着二十多层棉被往外透气。

模组层面,就是开头那个数字:

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图14|一个模组15千瓦:按讲义口径,2035年GPU-HBM模组功耗15,360 W,HBM占超过三分之一。

讲义的冷却路线是:冷板(HBM4)→浸没(HBM5/6)→嵌入式(HBM7/8)。现实做了两处修正:

  • 浸没大概率被跳过。产业主流仍是单相冷板,TrendForce估计2026年AI芯片液冷渗透率约53%;浸没只能改善封装外表面,解决不了堆栈内部层间的导热瓶颈。

  • “嵌入式”提前到了HBM5,但形态不同。SK海力士的iHBM在D2D PHY区放入导热硅元件,热阻降30%;三星的HPB已在HBM4E上验证;台积电在ECTC 2026上演示了直接硅冷却,测试载具散热达5.3 kW;微软在GH200上验证了芯片内微流道,结到入口热阻降低51%–60%。

这些都是“封装内导热通道”,还不是讲义设想的那种更激进的方案——让冷却液直接穿过DRAM堆栈:

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图15|嵌入式冷却结构:冷却液经流体TSV(F-TSV)竖直穿过HBM堆栈,每层DRAM内的铜热传输线(TTL)把热横向导入流道。(讲义p322)

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图16|三种条件下的温度场:HBM结温从226.3 °C降到59.7 °C,GPU从276.5 °C降到71.3 °C。注意对照组是风冷而非冷板,降幅被放大。(讲义p324)

这组数字要打折看:对照组是风冷,不是今天GB200、GB300标配的冷板,降幅被放大了。

但同一份报告里,藏着一个比“降了多少度”更有价值的发现。

芯片里有一个“节拍器”,叫时钟。它像乐队指挥,要让成千上万根线上的数据踩在同一个拍子上。拍子传到各处的时间差,叫“时钟偏斜”:偏斜越大,留给数据的余量越少。

报告发现,铺了铜“热传输线”之后,3D时钟树的偏斜从19.49 ps降到15.75 ps。

少掉的3.74 ps听上去微不足道。但在高速信号的世界里,它相当于24 Gbps下约9%的单位间隔(一个比特的“停留时间”),32 Gbps下约12%(本文推算)。

也就是说,散热做好了,信号也跟着变准了。

从HBM7起,温度均匀性本身就是信号完整性指标——温度就是时钟。

金正浩那句话,说得很准确:“HBM本质上是与热和电能的战斗。”

热,只是这栋楼一半的麻烦。另一半是:怎么把两万安培的电流送进去。

九、第五笔账·电流:两万安培,和冷却液抢同一条路

讲义下半场有11个AI设计代理报告,没有一个讨论DRAM存储单元:其中8个直接做供电完整性(IR压降、供电网络阻抗、去耦、电源噪声抖动),GAN眼图估计的对象也是电源噪声,其余两篇做互连信号与热-信号布局。

一个研究TSV与中介层二十多年的实验室,把火力几乎全押在“供电”上。这本身就是信号:HBM接下来最难的,可能不是“存”,而是“供”。

为什么?想象给一栋20层的楼供水。

水从地下室(base die)往上送,靠贯穿楼板的立管(TSV)。楼越高、立管越稀,顶楼的水压就掉得越厉害。芯片里也一样:电流沿途穿过电阻,电压被一路“吃掉”,这叫IR压降。到了顶层,电压不够,芯片就不稳。

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图17|20层堆叠下三代TSV排布:HBM5每层核心die需要1,060个TSV候选位(HBM3为118),才能把顶层IR压降从123.75 mV压到11.46 mV(1.05 V、6.7 A)。(讲义p151)

讲义算出来的账是这样的:

  • 立管要多装:若把HBM3式的稀疏TSV直接套在20层堆叠上,顶层压降占电源电压的11.8%,远超常见的±5%容限;要压到1.1%,每层TSV要从118个增加到1,060个,整栈约2.1万个;

  • 进水口要多开:base die供电点从1个增加到38个,压降从45.0 mV降到11.4 mV;

  • 管网要分区:定制base die塞进内存控制器和计算单元后,电源域增加到6个,好比一栋楼同时接6套互不相通的水管,在多层金属里互相交叠。

产业侧也有印证:三星HBM4的TSV数量是上一代的4倍(ISSCC 2026),HBM4E需要的中介层布线层是HBM3E的2倍(ECTC 2026)。

这还只是HBM自己。把视野拉到整个模组:一颗1.2 kW、0.75 V的GPU要吃约1,600 A,一个15 kW模组要吃约2万A。电压不到1伏,功率却以千瓦计,电流就只能以千安、万安计。

这么大的电流从哪儿进来?讲义对这种千安级的系统供电讨论很少,只有几处回应:HBM之间嵌入硅柱给GPU送电(p46)、有源中介层内嵌稳压器(p73)、背面供电(p74、p99)。

到了HBM8的双面中介层方案,每根散热微柱里都要嵌一根TSV。同一根柱子,一边帮冷却液散热,一边还要走电和信号:

冷却液、电流和信号,在争同一条垂直通道。

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图18|HBM8的双面中介层:中介层同时承担冷却、正面供电与背面供电和信号均衡,每根散热微柱内嵌一根TSV。(讲义p99)

五笔物理账,一张表

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物理账算完了。接下来的问题是:这些墙,由谁来拆?拆墙的钱,又归谁赚?

答案藏在HBM最底下,那颗最不起眼的芯片里。

第三部分

谁来拆墙

十、权力的游戏:谁设计“地基芯片”,谁就握住内存的宪法

还记得第二节那栋“住商楼”吗?楼下那层“商铺”,也就是HBM最底下那颗base die,正在经历三个时代:

  • 自家开小卖部(HBM3E以前):由DRAM厂用自家存储工艺生产,只做最基本的三件事:对外接口(PHY)、测试和供电;

  • 请专业施工队(HBM4起):换成逻辑工艺。SK海力士交给台积电12nm,三星用自家4nm,美光自研CMOS;

  • 按租户量身定制(HBM4E起):走向客户定制。台积电C-HBM4E用N3P,电压从0.8 V降到0.75 V,能效约2倍;三星把定制版base die转到自家2nm;美光的标准版和定制版base die全部交给台积电。

KAIST的想象走得更远:到HBM8,这间“商铺”要扩成一座小商场。NVLink、CXL、InfiniBand接口,指令译码与执行单元,L2缓存,8个GPU计算单元,还有原本属于GPU的内存控制器,统统搬进来。

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图19|从“PHY转接层”到“小型SoC”:KAIST设想的定制base die集成三类互连、计算单元、L2与内存控制器;下表是HBM4到HBM8每代新增的base die功能。(讲义p107)

这张图最颠覆的一笔,不在于塞了多少功能,而在于一个看似很技术的问题:内存控制器,放在谁的芯片上?

内存控制器可以理解为内存的“调度中心”:数据什么时候读、什么时候写、什么时候刷新、出错了怎么纠,都由它说了算。

  • 调度中心留在GPU里:HBM就是标准件,像货架上的通用商品。调度、刷新、纠错和容量扩展的定义权,都在GPU厂手里;

  • 调度中心搬进base die:HBM就变成“带控制器的内存子系统”。GPU不再逐条下达DRAM命令,而是像下订单一样,发出一笔笔“事务”或“分组”。

这个念头并不新。美光的HMC(混合立方存储)就是逻辑base die加分组接口,最终失败。专有协议、分组延迟和生态缺失都是原因,而缺少一个足够强的买家为专有接口买单,是关键一环。

上一次,缺的是买家。

这一次,买家来了——正是第三节里那个足够强势的买家。

2026年8月26日,英伟达发布NVHBM,把内存控制器从GPU移进HBM的base die。相对标准HBM4E,它换来三样东西:

  • 带宽最多提升30%;

  • HBM功耗降低15%;

  • GPU计算die最多多出25%的面积,同样大的芯片可以塞进更多计算。

而且英伟达没打算独享:NVHBM通过NVLink Fusion对合作方开放,AWS(Annapurna Labs)是首个合作方,从Trainium4开始。

这并非孤例。更早,Marvell在2024年底提出的custom HBM口径是:计算面积多出25%,接口功耗降低70%。三星在Hot Chips 2026上的说法最直白:base die与主机之间的物理接口,已是base die面积的最大占用者。

三家的说法放在一起,结论就清楚了:定制base die的第一个商业价值,是省面积、省功耗,而不是讲义设想的“加功能”。把计算单元搬进base die,要等到三星路线图的第二阶段。

先省钱,再加戏。

三国杀:定价权、定义权与制造权

金正浩的判断是:HBM4定制化,让议价权转向内存厂。证据只对了一半:

  • 支持的一面:短缺、长约、客户预付款、三星设定的最低价格底线;

  • 反对的一面:英伟达在2025年把HBM4速率要求上调到11 Gbps以上,三家均需调整;2026年又用NVHBM亲自定义base die接口。

我们的判断是三方共治:

  • 定价权在存储厂,因为短缺;

  • 定义权在GPU厂,因为base die;

  • 制造权主要在台积电,因为base die代工和CoWoS大多在它手里(三星自有代工与封装除外)。

谁拿到base die的设计权,谁就握住下一代内存的“宪法”。

定义权之争的背后,其实是一个更朴素的问题:既然搬数据这么贵,能不能干脆不搬?

十一、近存计算:纸面4倍,仿真只剩14%

既然搬数据太费电,最直接的想法就是:别搬了,把计算搬到数据旁边去。这就是“近存计算”。

讲义HBM5一代的核心提案,是在每个HBM堆栈顶上叠一颗含10个计算单元的近存计算die:

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图20|KAIST的HBM5设想:在HBM堆栈顶部叠一颗含10个SM的近存计算die,用专用信号、电源和地TSV直通DRAM。(讲义p118)

roofline给出的纸面收益很诱人:带宽受限的矩阵运算,提速约4倍。

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图21|纸面收益:近存计算TSV把带宽拉到4,096 GB/s,roofline拐点从117降到14.65 FLOPs/Byte,理论提速约4倍。(讲义p123)

但同一个报告,用GPU周期级仿真器Accel-Sim跑出来的结果是:性能只提升7.8%–13.9%。

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图22|仿真打回原形:性能仅提升7.8%–13.9%,功耗降29%–30%,其中约一半到过半的省电来自计算单元从80个减到40个。(讲义p125)

从4倍到14%,报告没有解释这个数量级的落差。

我们的推断是并发度不够:每个堆栈只有10个计算单元,要吃满1 TB/s,每个单元的在途访存请求要比V100多约9倍,GPU计算单元的线程和缺失队列资源撑不住。就像把高速路修宽了4倍,出口却只有10个收费窗口——有了带宽,也喂不满。

这说明近存计算不能照搬GPU计算单元,而要按bank配大量细粒度引擎,这正是三星HBM-PIM、SK海力士AiM走的路。

它真正的卖点是能效,不是性能:数据路径缩短约5倍,DRAM加控制器的功耗降60%–70%。产业现实也印证了这一点:三星HBM-PIM从2021年发布至今没有量产,而LPDDR5X-PIM已集成进三星的AI PC芯片GAIA,最早2027年量产。

存内计算先落地在LPDDR,而不是HBM。

近存计算是让计算靠近数据。讲义还有一个更大胆的想法:让HBM之间自己说话,绕开GPU。

十二、HBM不想再当配角:从GPU的挂件到网络的节点

讲义HBM6一代的五个架构报告,都在抢岸线和封装面积;其中交叉开关与“HBM为中心网络”两篇,直接把HBM从“挂在GPU边上的外设”变成“网络里的节点”。挑三个最有代表性的。

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图23|四塔HBM(QT-HBM):2×2四个16层DRAM塔共享一颗base die,经硅中介层以8,192路I/O连接GPU。(讲义p204)

四塔HBM:坏一个塔,整颗256 GB报废。这是这个设计最大的代价:单塔良率90%时,整颗只有约66%。它的思路是“往宽铺”——四个DRAM塔共享一颗29.5×22 mm的大base die,8,192个I/O从一条约16.8 mm的边送出,每毫米约488根,是HBM4的2.6倍,代价是速率降到6 Gbps。单颗256 GB、6 TB/s,模组级容量1 TB、带宽24 TB/s。但它拿4个塔去比2颗HBM4;换成4颗分立HBM4是8 TB/s,四塔反而低25%。它真正的贡献,是岸线密度。

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图24|HBM集群:有源中介层里的交叉开关连接相邻HBM的逻辑die,实现不经GPU的HBM-HBM互通,开关合计9.6 TB/s。(讲义p241)

交叉开关集群:12颗HBM围着GPU,4.4 mm见方的开关接在四颗HBM的交角处,跨HBM访问路径从91.1 mm缩短到44.92 mm。报告宣称吞吐可达10倍,理由是“带宽5倍×容量2倍”——这个模型把带宽与容量错当成了相乘关系。

一个可以直接拿去用的公式:带宽和容量不是相乘关系

在访存受限的解码阶段,同一步里所有序列共享带宽。每步耗时=(权重读取量+全部序列的KV读取量)÷带宽。把batch开到容量允许的最大值,吞吐上限约为:

吞吐上限 ≈ 带宽 ×(1 − 权重占容量比例)÷(序列长度 × 每token KV大小)

带宽决定上限,容量只通过“摊薄权重”起作用。带宽×5、容量×2时,收益=5×(2−w)/[2(1−w)],w为权重占原容量的比例:w=0时5倍,w=0.5时7.5倍,w=2/3时才是10倍。

这也解释了为什么大模型更需要大容量HBM:四塔HBM对70B模型的提升(126%)远大于7B模型(53%)。

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图25|L3E架构剖面:在CoWoS-L式中介层中嵌入“LSI桥+L3 SRAM die”(混合键合),GPU的L2经竖向通孔直连L3。(讲义p225)

嵌入L3:在GPU边缘下方的桥接芯片里混合键合两块48 MB SRAM,专门存KV,报告称解码算力从44升到406 TFLOPS。拆开看,只有约3.7倍来自L3,另外约2.5倍来自把HBM带宽从4.8 TB/s假设到12 TB/s;40%的能耗下降只算了导线,没算DRAM阵列和SRAM读写。

但方向是对的:封装级SRAM层正在回归,AMD MI300把256 MB Infinity Cache放在base die里,英伟达拿Groq的SRAM架构做推理。这类架构的价值,取决于KV能被压缩到多小——GQA、MLA、低比特KV,算法侧的KV瘦身,决定了硬件侧SRAM层的价值。

这些新结构都有一个前提:封装得足够大。好消息是,这恰恰是最先被解决的一堵墙。

十三、封装:面积很快不是问题,功率密度和良率才是

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图26|台积电的封装尺寸路线在2028年就超过KAIST给2035年设想的中介层面积。

KAIST设想中介层从2.6个光罩扩到2035年的10.8个光罩。台积电的公开规划跑得更快:CoWoS在2026年约5.5个光罩,2027年9.5个,2028年约14个(均为台积电北美技术论坛公开路线图),另有晶圆级的SoW-X;面板级的CoPoS(310×310 mm)试产线2026年中建成,2028–2029年量产。

面积问题会比讲义预期更早解决,真正卡脖子的是功率密度和良率。

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图27|硅中介层做不大,KAIST设想在玻璃基板上拼接4块硅中介层,每块4颗GPU+16颗HBM,共16颗GPU、64颗HBM。(讲义p75)

关于玻璃,讲义里的眼图对比显示玻璃中介层信号更好:5 mm走线跑6 Gbps,眼高占电源电压43.2%,硅为30.8%。但这不是等密度比较——玻璃线宽2 µm、厚4 µm,硅线只有0.4 µm、1 µm,优势主要来自线更粗。

玻璃真正的价值不在信号,而在面板尺寸:让“多个GPU-HBM模组同封装”成为可能——封装即机柜。产业侧,SKC旗下Absolics已向AMD送量产样品,三星计划2028年用玻璃中介层取代硅中介层。

HBM8的终局方案,是双面中介层:GPU和8颗HBM在上层,PCB居中,下层倒挂16个扩展堆栈(本文由p334容量反推,原文未写),可在HBM、HBF、LPDDR之间三选一,单GPU容量分别达5,760 GB、18,304 GB和9,600 GB。

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图28|双面中介层三维内存扩展(HBM8):上层GPU+HBM(240 GB/栈),下层倒挂HBF(1,024 GB/栈),上下中介层内嵌逆流微流道。(讲义p338)

它有两处硬伤:

  • 信号穿不过PCB:每个下层堆栈32,768个I/O,16个堆栈约52万根信号要竖直穿过中间层,PCB通孔做不到,只能靠玻璃芯基板加玻璃通孔;

  • 与供电争地:GPU正下方,恰恰是千瓦级GPU做垂直供电的首选位置。

2030年代封装的核心矛盾,是信号、电源、冷却液三种东西争同一条垂直通道。

信号、电源、冷却液之外,还有一样东西在告急:容量。

十四、容量账:书架不够用了,GPU旁边要建一座图书馆

带宽涨32倍、容量只涨5倍,意味着“每秒能把整栈读几遍”从HBM3E的28遍升到HBM8的267遍,读一遍只要3.75 ms。解码时这是好事;但长上下文的KV cache和MoE大模型要的是容量——带宽会闲置,容量成了硬顶。

HBM越来越像缓存,容量要由下面几层来补。

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图29|封装里长出一整套存储层级:越往下越大、越慢、越便宜。

HBF:把闪存也叠成“楼”

金正浩常用的比喻是:“HBM是GPU旁边的书架,HBF是GPU旁边的图书馆。”

HBF(高带宽闪存)用TSV把NAND像HBM一样叠起来,放到GPU旁边。讲义设想16层NAND die叠在base die上,经HBM的base die接入GPU。

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图30|HBF结构示意:16层NAND die经TSV堆叠在base die上,每层3D NAND阵列中间留出信号TSV区,两侧为电源TSV区。(讲义p286)

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图31|KAIST设想的HBM-HBF-存储网络:每颗HBM外侧串一颗HBF,两侧挂CXL/PCIe内存交换机。原文总容量17.6 TB,按p285的16层×512 Gb核算,单栈应为1 TB而非2 TB,总容量应为9.6 TB。(讲义p283)

讲义在HBF上的数字,需要格外小心:

  • 容量算错:16×512 Gb=1 TB,讲义写成2 TB;

  • 带宽口径乱:同一场工作坊里,HBF链路带宽至少有1.0、2、12、64 TB/s四种口径,最大相差64倍;唯一认真算过NAND阵列的学生报告,得出的单栈上限只有约0.8 TB/s,而且前提是SLC级的5 µs读取时间和16个plane并行。

HBF的上限在NAND阵列,不在封装。

还有一个能耗悖论,数据就在讲义里:

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图32|芯片级能效对比:DRAM主动读取5 pJ/bit、自刷新148 mA;闪存主动读取25 pJ/bit、待机0 mA。HBF只在低占空比时省电。(讲义p302)

闪存主动读取的能耗是DRAM的5倍,按25 pJ/bit线性外推,持续以1 TB/s流式读取约需200 W一栈(本文推算)。所以HBF商业化的隐性指标,是读能耗能压到多少pJ/bit。SanDisk路线图里第一代到第三代“能效1×→0.64×”,打的正是这一仗。

产业进度比讲义快约5–7年:

  • 提出与结盟:SanDisk在2025年2月提出HBF,同年8月与SK海力士签标准化备忘录;

  • 首版规范:2026年8月发布首版OCP规范,单栈最高512 GB(8层与16层NAND),三个带宽等级约0.4–3.0 TB/s,采用UCIe接口,谷歌和Tenstorrent加入;

  • 产品路线:SanDisk首颗HBF die已流片,第一代512 GB、1.6 TB/s,第三代目标超过3.2 TB/s、1.5 TB;样品2027年,券商口径2028年量产,SK海力士说全面商用约在2030年。

金正浩预测,到2038年HBF市场会超过HBM。怀疑者也不少:Chips and Cheese认为HBF只适合大块对齐的DMA访问,只有在算力受限而非带宽受限时才划算,软件负担接近底层裸盘API。

我们的定位是:

HBF是吞吐机,不是延迟机。这座图书馆适合搬书,不适合翻书。

讲义里有一句话说得最准:“HBM的带宽给活跃模型,HBF的容量给全部模型。”它适合只读权重,比如MoE的冷专家、多Agent的权重池、RAG向量索引、离线批量推理,不适合交互式解码的KV热路径。

另一条路:干脆绕开HBM

讲义设想把3D堆叠的LPDDR挂在HBM后面,由HBM的base die管理。产业走的是另一条路——在推理侧用其他内存替代HBM:

  • SK海力士:192 GB的SOCAMM2已量产,供英伟达Vera CPU;

  • 高通:AI200每卡配768 GB LPDDR;

  • 英特尔:Crescent Island配160–480 GB LPDDR5X,英特尔的说法是“容量与带宽已经解耦”;

  • 英伟达:原定用GDDR7的Rubin CPX在GTC 2026上被移出路线图,推理交给了基于SRAM的Groq 3 LPX(另有分析师称CPX将改用HBM4复活,可信度待观察)。

存储层级确实在重建,但先发生在机柜和板级,而不是HBM堆栈内部。

层级越多、定制越多,设计就越复杂,复杂到人已经算不过来。这正是TeraLab真正的看家本领。

十五、用AI设计AI的内存:定制越多,越离不开代理

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图33|KAIST的HBM设计AI代理体系:生成式模型与注意力网络替代仿真,强化学习与模仿学习搜索设计空间,大语言模型负责人机交互与解释。(讲义p137)

24个报告里有11个是AI设计代理,方法从强化学习、Transformer、Mamba,一路换到扩散模型、GAN和本地部署的Llama 3.1 8B。硬数字不多,挑几组有代表性的:

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要打的折扣也很明显:

  • 基线弱:遗传算法只给500次评估,就去搜一个约10⁶⁵的设计空间;

  • 规模小:有的“HBM base die”只有0.3×0.225 mm,比真实尺寸小三个数量级;

  • 没收敛:HBM8的3D布局强化学习代理,作者自己承认没有收敛。

但“为什么HBM设计离不开AI”,报告给出了间接的答案:AI的价值与定制化程度成正比。

通用HBM只有几个设计点,训练一个代理不划算;一旦base die按客户定制,每多一个客户,就多一套交叠的电源域和几轮数小时的电磁仿真,预训练代理的摊销价值才显现。定制HBM能服务3家超大客户还是30家,一定程度上取决于验证周期能不能从“小时×几十轮”压到“毫秒筛选+少量签核”。

护城河在求解器和真实设计数据,不在网络结构——握有这些的,是Synopsys(已收购Ansys)、Cadence和三大存储厂。

技术讲到这里,该算钱了。而钱这本账,比物理账更反直觉。

第四部分

钱与中国

十六、钱:最火的HBM,为什么不是最赚钱的内存

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图34|HBM市场四年约十倍:2024年约170亿美元,2027年超过1,000亿美元,2028年约1,680亿美元(高盛口径)。

先看规模:

  • 高速增长:HBM营收2024年约170亿美元,2025年约340–350亿美元,2026年各机构口径在546–600亿美元;

  • 提前破千亿:美光在2026年6月把“HBM年规模超过1,000亿美元”的时间从2028年提前到2027年(此前它还称,2028年的HBM市场将大于2024年整个DRAM市场);高盛给出的2027、2028年口径分别是1,160亿和1,680亿美元。

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图35|三星一个季度(环比)夺回12个百分点:HBM4让格局重新洗牌。

再看格局:HBM4上重新洗牌。按Counterpoint的营收口径,SK海力士的份额从2025年二季度的64%降到2026年二季度的50%,三星从15%回升到33%。三星率先以1c DRAM加自家4nm base die量产HBM4,良率从2月的不到60%升到8月的约80%(韩媒报道)。

一年前还被认为“掉队”的三星,一个季度(环比)就夺回了12个百分点。

然后是三个反常识。如果这一节只记一句话,记这句:

最火的内存,已经不是最赚钱的内存。

反常识一:HBM已经不是最赚钱的内存。

TrendForce称,2026年一季度起,DDR5 64 GB RDIMM每片晶圆的收入超过HBM。美光CEO在电话会上说,非HBM产品的利润率目前高于HBM;SK集团会长给出的口径是HBM约60%、标准存储约80%。

怎么会这样?打个比方:HBM像一套早早签了长租合同的房子,租金提前锁定;常规DRAM像月租房,随行就市。而常规DRAM合约价在2026年一季度环比涨了93%–98%。长约锁住了销量,也锁住了涨价的红利。

反常识二:HBM越卖越多,占比却在下降。

HBM自己还在猛涨:营收从2025年约340–350亿美元,涨到2026年各机构口径的546–600亿美元。但整块DRAM蛋糕涨得更快。按TrendForce预测的2026年DRAM总营收(4,043亿美元)推算,HBM占比从2025年约21%降到约14%–15%。

反常识三:龙头的领先,反成拖累。

先上车的,先被锁住。据Counterpoint,SK海力士受早期低价长约拖累最大:一年内DRAM整体份额从39%跌到约25%,与美光基本持平;二季度利润虽创新高(营业利润率76%),仍因HBM4出货低于预期而不及市场预期。

还有一个更深的信号:存储正在变得有点像“水电煤”,也就是类公用事业化。

美光签了16份五年期、照付不议的供货协议(照付不议,就是客户不管最后用不用得完,都按约定付钱),其中14份的最低收入累计约1,000亿美元,客户预付款和财务承诺达220亿美元。美光还罕见地表示,DRAM综合每bit成本将会上升。2027年的HBM合约价,市场共识是上涨50%以上,UBS预测涨79%。

当客户愿意预付款、签五年、照付不议,内存就有了几分公用事业的样子。

这也是开头那句话的注脚:截至9月12日,三星、美光、SK海力士市值分别约1.27万亿、1.10万亿和0.96万亿美元。

路线图对应的供应链受益环节

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这张受益表里,没有一家中国大陆公司。那么,HBM8离我们到底有多远?

十七、中国:差距3–5年,哪张牌离前沿最近

长鑫存储:

  • 产品进度:HBM2在2024年下半年量产;HBM3在2025年下半年向华为等送样;据The Information报道,HBM3E已开始小批量生产,阿里平头哥和寒武纪在测试,技术落后三大原厂3–5年。

  • 良率:SemiAnalysis估算HBM3 8层综合良率约25%(前段约35%、后段约70%)。

  • 产能:HBM晶圆产能约为2025年底0.5万片/月、2026年底3万片/月、2027年底5.5万片/月,而韩系两家合计超过40万片/月,差距约14倍(口径不完全可比,本文推算)。

  • 资本:长鑫2026年7月27日在科创板上市,首日涨466%,市值约3.3万亿元,但招股书募投项目里没有专门的HBM项目。

华为:

  • 自研HBM:2025年全联接大会上公布HiBL 1.0为128 GB、1.6 TB/s,而2026年3月实际发布的Atlas 350配112 GB、1.4 TB/s;950DT的HiZQ 2.0为144 GB、4 TB/s;2028年的昇腾970目标288 GB、14.4 TB/s。

  • 制造方:实际的DRAM与封装制造方未公开。

管制:

  • HBM本身:美国2024年12月2日的规则以“内存带宽密度超过2 GB/s/mm²”为门槛(ECCN 3A090.c),几乎覆盖全部AI用HBM,并同步管控HBM相关的制造与封装设备。

  • H200放行:2026年1月起,H200改为逐案审批对华出口,每颗封装6个HBM3E堆栈——HBM以“封装在GPU里”的形式合法流入中国。

  • 库存:SemiAnalysis估计,管制生效前中国累计获得约1,300万个HBM堆栈,并认为HBM而非逻辑芯片才是昇腾产量的瓶颈。

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差距在哪里最硬:DRAM工艺节点(1c级需要EUV)、TSV堆叠良率、设备可得性。但有几张牌值得看:

  • base die用成熟逻辑工艺。标准版HBM4的base die是12nm级逻辑,国内代工能力可覆盖(定制HBM4E已转向3nm/2nm);中介层桥接芯片同理。

  • 封装与设备有基础。据报道,通富微电、长电科技已参与长鑫HBM后段,北方华创、迈为等在提供HBM组装设备。

  • HBF是一条新赛道,护城河在NAND阵列与晶圆键合。SanDisk把“BiCS+CBA”列为HBF的核心卖点,CBA就是把CMOS外围电路晶圆与存储阵列晶圆键合在一起;长江存储的Xtacking于2018年发布、2019年起随64层产品量产。如果HBF成立,这是国产存储离前沿最近的一块拼图(受实体清单等因素制约,本文仅作技术判断,不构成投资建议)。

  • 推理侧的LPDDR路线门槛更低。SOCAMM类方案对工艺和封装的要求远低于HBM。

把技术、钱和中国放在一起,2029年之后会走向哪里?我们给出三种情景,各配一个概率。

十八、2029–2038:三种结局,和你该盯住的八个信号

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三种情景并不互斥,更可能是A打底、B在头部客户先发生、C在推理侧蚕食。

如果你想自己跟踪这场游戏,盯住这八个信号:

  • JEDEC下一代高度规范是否定在900 µm以上——是,则A加强,混合键合再推迟;

  • 第一款量产混合键合HBM,是16层HBM4E还是20层HBM5;

  • 英伟达之外,是否有第二家GPU或ASIC厂自研base die(谷歌、AWS、OpenAI);

  • Rubin Ultra最终是1 TB HBM4E,还是缩配到192/256 GB;

  • 2027年HBM合约价涨幅,以及长约里的价格上下限条款;

  • HBF首批样品是SLC还是TLC,读能耗是否公布;

  • 三星zHBM是否给出时间表,以及Feynman的3D堆叠细节;

  • 长鑫HBM3E的良率,以及华为HiZQ 2.0的量产情况。

结语

一张地图,而不是一张时刻表

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图36|KAIST的HBM架构金字塔:HBM1–3是2.5D加硅中介层;HBM4/5靠定制base die与先进封装;HBM6/7走向有源中介层、内存网络与多级HBM;塔尖是HBM为中心的计算。(讲义p47)

回到开头那个数字。15,360瓦,若按表中标注的HBM7计,可能多算了640瓦;而它背后那张表,要求每比特能耗在12年里降到1/13,低于今天DRAM阵列访问本身的能耗。

所以,这份路线图不是一张时刻表。

它在速度上保守,在架构上激进,在数字上粗糙。但它把HBM未来十二年要撞的每一堵墙都列了出来:能耗、岸线、高度、热、供电、容量。它是一张地图。

产业的做法,是先拆最便宜的那堵墙:客户推着速率往上走,JEDEC放宽高度给微凸点续命;把昂贵的范式变化——3D融合、近存计算、堆栈内流道——往后推。

最大的未知数,是每比特能耗。谁把pJ/bit打下来,谁就定义2030年代:可能是3D堆叠让连线变短,可能是近存计算让数据少走路,也可能是HBF用低占空比的廉价容量,绕开这个问题。

HBM的故事,从来不只是存储的故事,而是“数据要走多远”的故事。

下一次,当你看到一颗新的AI芯片发布,别只看它算得多快。先问一句:它的数据,要走多远?

来,一起对答案

这份预言还要12年才走完。我们留三道题,欢迎把你的答案写在评论区:

  • 二选一:HBM5会先上混合键合,还是JEDEC会继续放宽高度?评论区回复“键合”或“放宽”。

  • HBF是“下一个HBM”,还是“想得太美”?

  • base die的设计权,最后落在谁手里:GPU厂、存储厂,还是台积电?

给行家的一个邀请:我们在讲义里逐页核出了12处对不上的数字,文中只点了其中几处。如果你发现了更多,或者认为我们哪一处读错了,欢迎直接留言指正。

如果你身边还有人在转“HBM8单颗6TB”,把这篇发给他。做芯片的朋友,重点看第五至十节;做投资的朋友,重点看第十六至十八节。

如果要下载这份371页的PPT,请关注公众号并回复“HBM”即可下载。

*数据截至2026年9月,本文不构成投资建议。

*免责声明:本文由作者原创。文章内容系作者个人观点,半导体行业观察转载仅为了传达一种不同的观点,不代表半导体行业观察对该观点赞同或支持,如果有任何异议,欢迎联系半导体行业观察。

今天是《半导体行业观察》为您分享的第4532期内容,欢迎关注。

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