如今，HBM 不再是一个小众产品，它已经成为 AI 革命的核心。作为推动 AI 技术飞跃的基础设施，HBM 的崛起不仅仅是一项技术进步，更是对传统内存瓶颈的有效突破。它通过将多个内存 Die 垂直堆叠，大幅提升了带宽和数据传输效率，让处理速度更快、传输路径更短。与传统的 GDDR 和 LPDDR 内存相比，HBM 的迭代速度更是飞跃式的，其带宽增长令人惊叹，远远超越了以往的标准。

HBM 市场竞争格局中，SK 海力士和三星是当之无愧的主角，它们在 2024 年合计占据了超过 90% 的市场份额（SK 海力士 54%，三星 39%）。而美光则扮演着追赶者的角色，占据 7% 的市场份额。

这三家巨头，都在为下一代 " 王牌 " —— HBM4 摩拳擦掌。在 2025 年的闪存峰会（FMS）上，它们纷纷亮出自己的肌肉，给 HBM4 贴上了各种高标签，比如 " 重新定义内存 "、" 下一代里程碑 "。。。HBM4 以箭在弦上，争夺 HBM 领导地位的竞争已成为全球舞台上的一场战略性竞赛。

SK 海力士：性能和效率，我全都要！

随着功耗成为重要限制因素，HBM 正在向着性能和效率的平衡方向发展。SK 海力士认为，HBM 的引入能够显著提升 AI 的性能和质量，甚至超越了传统的内存性能增长速度，从而打破了所谓的 " 内存墙 " 瓶颈。

SK 海力士将 HBM 定位为 " 近内存 "（Near-Memory），即在内存层次结构中，HBM 比传统主内存（DRAM）更接近计算核心（CPU/GPU），因此具有更高的带宽和更快的响应速度。

SK 海力士的底气源于 HBM 的三大结构优势：通过 3D TSV（硅通孔）堆叠实现高容量；通过宽通道并行传输实现高带宽；以及在单位比特传输上比传统 DRAM 更低的能耗，从而实现了更高的能效。这些结构上的创新正是 HBM 能够大幅提升系统性能、尤其是在 AI 等高吞吐量应用中发挥关键作用的核心原因。

在 HBM2E、HBM3、HBM3E 和 HBM4 的代际演进过程中，SK 海力士实现了 HBM 的带宽显著提升，能效越来越高。值得注意的是，在 HBM3E 到 HBM4 的过渡中，带宽增加了 "200%"（即提升到原来的三倍），显示出 HBM4 在带宽上的巨大飞跃。

三星：步步为营

三星也将 HBM 视为近存的一种，三星在 FMS 上介绍了其 HBM 的演进路线，自 2018 年一直到 2027 年，HBM 的带宽不断提升：HBM2 ( 2018 年 ) 带宽为 307 GB/s — >HBM2E ( 2020 年 ) 带宽提升至 461 GB/s — >HBM3 ( 2022 年 ) 带宽大幅提升至 819 GB/s — >HBM3E ( 2024 年 ) 带宽进一步提升至 1.17 TB/s — >HBM4 ( 2026 年 ) 带宽预计将达到 2.048 TB/s。到 2027 年，三星预计其 HBM4E 将超越 HBM4，拥有更大容量、更高带宽、更强的可控性。

三星 HBM 的技术指标

从 HBM2 到 HBM4E，为了实现更高的容量和带宽，芯片尺寸在不断增加。与此同时，功耗的上升是高性能和高带宽带来的必然结果，HBM 的功耗从 12W 增加到了 42.5W，但这确实对散热设计提出了巨大的挑战。

尽管总功耗在增加，但能源效率却在持续降低。从 HBM2 的 6.25 pJ/bit 一直下降到 HBM3E 的 4.05 pJ/bit。值得一提的是，2024 年三星的 HBM3E 的芯片尺寸（121.0 mm2）与 HBM3 保持一致，但能源效率却由 4.12 pJ/bit 下降到了 4.05 pJ/bit。这表明了显著的技术进步，这对于数据中心和 AI 应用至关重要，因为功耗是运营成本和散热设计的一个主要挑战。

三星将 HBM4& HBM4E 是下一代里程碑，据三星的介绍，HBM4 的一个关键的技术变革是从传统工艺到 FinFET 工艺。这种 " 逻辑工艺变革 " 所带来的具体优势有三点：一是提升高达 200%，二是面积减少高达 70%，三是功耗减少高达 50%。

三星还介绍了其用于 HBM 堆叠的创新封装技术—— HCB。其实也就是混合键合技术，HCB 实现了 HBM Die（芯片）之间以及 Die 与中介层（interposer）之间无缝、直接的连接，而不是通过传统的微凸点（micro-bumps）焊接。

采用 HCB 技术相比传统技术 TCB（Thermo-Compression Bonding，热压键合），可以支持 HBM 的堆叠层数提升高达 33%，由于 HCB 的无间隙特性和更小的连接间距，它可以支持更高的堆叠层数，从而在相同面积下实现更大的总容量；热阻提升高达 20%，HCB 的无间隙直接连接，提供了更短、更高效的热传导路径，从而为更高的功耗提供更好的散热支持。

美光：后来者能否追上？

美光对于 HBM4 倒是轻轻带过，介绍了许多其他内存产品，如 G9 QLC/TLC NAND、PCIe 6 SSD。

在这场 HBM 的竞赛中，美光虽然起步稍晚，但步子迈得却很坚定。他们直接跳过了 HBM3，用 HBM3E 直接杀入市场，成为英伟达 H200 GPU 的重要供应商。目前，美光正加速推进 HBM 技术迭代，计划于 2026 年推出 HBM4。

美光的 HBM4 采用 12 层内存 Die 堆叠设计，相较于 HBM3E 的 24 GB 和 36 GB 容量选项，HBM4 以 36 GB 为主要规格。带宽从 HBM3E 的 1.2 TB/s 大幅提升至超过 2 TB/s，配备 2048-bit 超宽接口，能效较前代提升超 20%。

HBM4 之后，美光并未明确 HBM4E 的路线图，只说未来 HBM4E 将持续朝更高带宽、更大容量、更高能效及更强定制化方向发展。

虽然路线图看起来各家都在按部就班的进行，但是需要知道的是，HBM 制造过程非常复杂。按照 SK 海力士的信息，HBM 的生产制造大约需要经过前端和后端的七大主要步骤：1）硅刻蚀— >2）TSV 铜填充— >3）BEOL 金属化— >4）前端凸点形成与焊料回流— >5）临时载体结合和背面研磨— >6）在晶圆背面形成凸点— >7）载体解离、芯片堆叠和封装。（1-4 为前端制程，5-7 为后端制程）

TrendForce 分析师认为，HBM 技术的核心发展策略，主要是通过前端工艺的改进，来提升带宽和单 Die 密度。例如，提升 I/O 数量需要更多的 TSV（硅通孔）和 bumps/pad（凸点 / 焊盘）。TSV 是 HBM 堆叠的关键技术，用于连接垂直堆叠的芯片；提升单 Die 密度同样需要改进前端工艺。不过随着 HBM 的 Die 尺寸持续增大，导致每 GB 成本更高。

但与此同时，后端工艺的进步也是 HBM 技术发展的另一面。后端工艺的核心目标是增加堆叠层数。三大 HBM 供应商采用不同的堆叠技术，其中海力士以 MR-MUF 著称，三星和美光则主要使用 TC-NCF。

HBM 堆叠技术的解读：

TC-NCF（Thermo-Compression Non-Conductive Film）：一种使用非导电薄膜进行热压键合的技术，其制造工艺需要在堆叠每一层芯片时都采用高温（>300°C）高压，这会导致更长的循环时间。

MUF（Mass Reflow Underfill）：一种在封装过程中使用塑封材料（Underfill）填充芯片之间间隙的技术，海力士在这一领域有独特的优势。与 TC-NCF 相比，MR-MUF 工艺是将所有存储芯片都放置到缓冲芯片上之后，一次性进行大规模回流焊。这个过程采用低温（<300°C），将所有层同时键合。

16 层堆叠的工艺尚不确定，可能是 Hybrid Bonding（混合键合）或继续使用 TC-NCF/TC Bonding。16 层堆叠的 Die 间隙非常小，大约 5 微米，对 Die 的核心高度（20-25 微米）提出了严格要求。

Market and technology Trends 分析师也认为，2026 年，HBM4 ( 12 层 ) 和 HBM4e ( 16 层 ) 可能开始采用新的键合技术。从 2028 年的 HBM5（20 层）开始，晶圆到晶圆（W2W）混合键合将成为主流，而芯片到晶圆（D2W）键合也将在随后的世代中扮演重要角色。

不仅是工艺，HBM 的架构创新也很关键。HBM 正在从 " 标准 HBM"（s-HBM）向 " 定制 HBM"（c-HBM）发展。定制 HBM 将部分原本位于 GPU/ASIC 上的 HBM PHY 和逻辑功能集成到 HBM 的基底芯片中，从而实现更短的通道长度、更少的 I/O 数量和更低的功耗，显著提升系统性能和降低总拥有成本（TCO）。

根据 Yole Group 的数据，无论是从收入、位出货量还是晶圆生产量来看，HBM 市场未来几年都呈现出高速增长的态势。

从收入金额来看，全球 HBM 收入预计将从 2024 年的 170 亿美元增长至 2030 年的 980 亿美元，复合年增长率达 33%。HBM 在 DRAM 市场中的收益份额预计将从 2024 年的 18% 扩大到 2030 年的 50%。

从位出货量来看，HBM 从 2023 年的 1.5 B GB，到 2024 年的 2.8 B GB。到 2030 年，预测将达到 7.6 B GB。HBM 位出货量占 DRAM 市场总出货量的份额，从 2024 年开始快速增长，到 2030 年预测达到 10% 左右。

在 HBM晶圆生产量方面，从 2023 年的 216 K WPM，到 2024 年的 350 K WPM。到 2030 年，预测将达到 590 K WPM。HBM 晶圆生产量占 DRAM 市场总晶圆生产量的份额，到 2030 年预测达到 15% 左右。

尤为注意的是，尽管 HBM 的位出货量占 DRAM 市场的份额（~10%）相对较小，但其收入占比却能达到接近 50%，这凸显了 HBM 的高附加值和高单价，也解释了为什么晶圆生产量（~15%）的占比介于收入和位出货量之间。目前 HBM 的每比特成本是 DDR 的约 3 倍，到 HBM4 时将增至 4 倍。然而，由于高需求，HBM 的定价是 DDR 的约 6 倍（HBM4 将是 8 倍），毛利率远高于 DDR，达到 70%。

不过，MKW Ventures Consulting LLC 的分析师也发出了警告：当新技术热度高涨时，往往伴随着夸大的预期，要警惕过渡炒作的风险。此外，在快速增长的市场中，修正和周期性是常见的：由于主要供应商（SK 海力士、三星、美光）的产能增加，可能导致供应过剩，进而引发市场修正，市场终将进入一个 " 消化 " 阶段，增长减少，没有备用订单，没有库存积累，只有过剩的库存，10% 的下降可能变成 30% 的下降。HBM 市场的超高速增长率将从 2024/2025 年的 100% 下降到 2026 年的 20%。

顺便提一下，半导体（特别是内存市场）即将进入修正期的一些关键指标可以作为参考：

终端客户收入增长的任何小问题：如果终端客户（例如诺基亚）的收入增长因任何原因出现问题，这可能是一个早期信号。

库存增长：终端客户或内存公司的库存开始增长。

位增长，但利润增长放缓：内存公司的位出货量在增长，但利润增长却放缓。这通常是由于竞争加剧导致价格侵蚀。

供应突然增加：新的产能上线，例如三星获得资格或美光的新工厂投产。

" 消化 " 一词的使用：当超大规模数据中心运营商或英伟达开始使用 " 消化 "（Digestion）这个词时，这通常意味着需求放缓。

CFO 的言论：当内存公司 CFO 发表 " 这只是短期调整，细分市场仍然强劲 " 之类的言论时，这可能是一个反向指标。

2026 年底的供过于求：如果 2026 年底出现供过于求，定价将变得激进。

HBM 独特的供应链：HBM 拥有独特的供应链，DDR 和 HBM 之间的灵活性极小 / 很慢。

HBM 毛利率下降：HBM 的毛利率将至少降至 40% 或更低。

因此，尽管 HBM 市场前景光明，但其发展并非一帆风顺，将不可避免地经历周期性的调整。

虽然目前 HBM 还是存储巨头的天下，但是不可忽视的一点，中国正在加大力度实现 HBM 生产的本地化。强大的国内 AI 加速器需求、大量的政府支持以及成熟的产业网络，很可能在未来几年内为中国企业在 HBM 市场赢得重要的立足之地。