星途科讯 1小时前
三星HBM5首次曝光:性能翻倍锁定2028,CUBE架构重塑AI内存
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在台北举行的内存高管峰会上,三星电子首次披露 HBM5 具体性能目标,旨在实现整体能力较当前 HBM4E 代翻倍。同时,三星正式发布 "CUBE" 架构战略,明确其未来三款产品针对截然不同的细分市场,而非同一层级的迭代。随着 HBM4 良率提前四个月达到 80%,这一路线图的可信度显著增强,为 2028 年的量产时间表提供了坚实依据。

CUBE 架构:从孤立优化到垂直整合

CUBE 代表容量(Capacity)、利用率(Utilization)、带宽(Bandwidth)和效率(Efficiency)。三星内存产品规划团队负责人崔昌锡指出,该框架标志着研发范式的转变:从孤立优化单一维度,转向将堆叠芯片的每一垂直层视为系统每瓦特性能贡献的一部分。

" 我们不再受限于印刷电路板面积," 崔昌锡表示," 通过垂直扩展,可在不增加占地情况下提升内存容量。" 实现这一目标的核心在于硅通孔(TSV)技术,它将数据传输距离从厘米级压缩至数十微米,从而显著降低比特传输能耗。

三星强调,CUBE 旗下产品定位清晰:HBM5 和 zHBM 面向服务器端 AI 加速器,而 zNAND-O 则专攻设备端应用,三者互不重叠。

HBM5:目标 7TB/s 带宽,2028 年量产

作为 HBM4E 的继任者,HBM5 的开发正在推进中。HBM4E 首批 12 层样品已于 2026 年 5 月交付主要客户,其在 12 层堆叠配置下运行速度为 16Gbps,确认带宽为每堆栈 3.6TB/s。

三星为 HBM5 设定了以下目标:

整体性能约为 HBM4E 的两倍

每瓦特性能提升 20%

热阻降低 20%

若以 HBM4E 的 3.6TB/s 为基准,整体性能翻倍意味着 HBM5 每堆栈运行速度将超过 7TB/s。尽管行业惯例预测 2028 年投产时带宽约为 4TB/s,但三星的 " 整体性能 " 指标涵盖了容量、效率和延迟等多维提升。鉴于大语言模型推理受限于内存带宽而非计算能力,这一提升对解决算力闲置至关重要。

在工程实现上,HBM5 采用两项关键改进:一是沿用并优化 HBM4E 中验证的 " 热路径块 ",直接解决过热问题;二是基础芯片采用三星内部 2 纳米工艺制造,相比竞品使用的台积电 12 纳米工艺,制程优势扩大。HBM5 大规模量产目标定在 2028 年左右,旨在服务于英伟达 Vera Rubin 平台之后的下一代 AI 加速器。

zHBM:八倍性能愿景与散热挑战

zHBM(零距离 HBM)旨在通过将 HBM 直接堆叠在 AI 加速器芯片之上,消除硅中介层。三星为其设定了激进目标:

性能是 HBM4E 的八倍

每瓦特性能是 HBM4E 的三倍

热阻降低 75% 至 90%

这意味着 zHBM 性能约为 HBM5 的四倍,概念上领先两代。然而,目前尚无商业时间表,且面临严峻的散热挑战。将热源直接堆叠在 DRAM 下方形成了复杂的综合热负荷,尽管三星展示了横向散热结构概念,但缺乏商业规模良率数据支持。

若成功,zHBM 将重构供应链,消除对台积电 CoWoS 等先进封装产线的依赖,缓解交货期超过十二个月的瓶颈。

zNAND-O:专注端侧 AI,非服务器竞争

三星明确指出,zNAND-O 并非服务器 AI 存储产品,而是为解决智能手机等设备端 AI 模型加载速度慢于 NPU 处理速度的痛点。相比之下,SK 海力士与闪迪联合开发的高速闪存(HBF)旨在填补服务器 GPU HBM 与 NVMe SSD 之间的层级。

zNAND-O 通过 TSV 堆叠 V-NAND 芯片,目标带宽为 200 至 400GB/s,可扩展至 1TB/s 以上,延迟低于 3 微秒。其目标包括:

比特密度是 DRAM 的十倍

读取带宽和能效是传统 NAND 的七倍

客户抽样测试预计始于 2028 年。这表明三星与 SK 海力士正在解决不同部署层级的 AI 内存短缺问题:前者关注口袋中的边缘 AI,后者聚焦数据中心。

良率回升与市场格局

三星 HBM4 良率已从 2026 年初的低于 60% 攀升至 8 月的约 80%,HBM4E 良率也突破 70%。这种 " 交钥匙 " 式整合——内存、晶圆厂和封装部门协同运作——被视为相对于依赖第三方逻辑工艺的竞品的主要优势。

英伟达 CEO 黄仁勋于 2026 年 6 月确认,三星、SK 海力士和美光均已完成 Vera Rubin 平台的 HBM4 资格认证。目前供应分配仍偏向 SK 海力士(约占 60%-70%),但分析师预测三星将在 2027 年以 41% 的份额反超。

在市场地位方面,三星 2026 年第二季度 DRAM 市场份额达 39%,位居第一;NAND 市场份额为 29.3%。尽管在通用内存市场领先,但在 HBM 领域,SK 海力士仍以 56.4% 的份额占据主导。随着 AI 驱动的记忆体短缺可能持续至 2030 年,三星的 CUBE 路线图将在这一长期需求环境中接受考验。

需注意的是,此次披露的性能数字均为三星内部开发目标,HBM5 仍处于预生产阶段,尚未公开客户资格数据。

【星途科讯 图文丨王宇洲 首发于 ZAKER 科技,转载请注明出处】

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