都盯上了HBM

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近日，三星宣布将于2028年推出搭载LPW DRAM内存的首款移动产品，LPW DRAM也被称为低延迟宽I/O (LLW)或“移动HBM”，通过采用垂直引线键合的新封装技术，堆叠LPDDR DRAM，大幅增加I/O接口，可减少耗电量并提高性能，备受行业关注。

众所周知，近年来随着AI浪潮兴起，数据中心和服务器市场对于内存性能的要求达到了前所未有的高度，HBM凭借卓越的性能优势，成为了这一领域的“香饽饽”，炙手可热。

SK海力士、三星电子、美光等存储大厂，纷纷将HBM纳入其核心产品线，视其为推动技术革新与市场竞争的关键。

如今，存储巨头们计划进一步扩大HBM芯片的使用范围，试图将其从数据中心带到汽车和移动设备市场。

HBM进军智能汽车领域

大模型时代，AI芯片搭载HBM内存已是业内共识，而汽车行业也开始逐渐出现采用HBM内存的苗头。

随着“新四化”趋势的演进，智能汽车对实时数据处理、高分辨率图像处理、数据存储等需求不断增加，尤其是高级驾驶辅助系统、智能座舱系统、信息娱乐系统等智能汽车的多个新系统带来了对车载芯片存力的高需求，促使HBM在车载计算平台中有望得到广泛应用。

此外，车载的端侧大模型在未来也可能会逐渐普及，这些都为HBM的上车应用提供了大量机会。

从当前进展来看，HBM在汽车领域的应用尚处于起步阶段，但已经取得了一些重要突破。SK海力士的HBM2E已经被应用于谷歌旗下的Waymo自动驾驶汽车，这标志着HBM正式进军汽车领域，也凸显了高性能内存在汽车领域日益增长的重要性。

SK海力士作为Waymo自动驾驶汽车这项先进内存技术的独家供应商，单独生产专门用于汽车用途的HBM2E，以满足汽车对芯片更严格的品质要求。作为市场上率先提供符合严苛AEC-Q车规标准的HBM芯片制造商，SK海力士的车规级HBM2E产品展现了卓越性能：容量高达8GB，传输速度达到3.2Gbps，实现了惊人的410GB/s带宽，为行业树立了新标杆。

以此为契机，SK海力士正积极拓展与英伟达、特斯拉等自动驾驶领域解决方案巨头的合作网络，积极寻找合作伙伴将HBM安装在自动驾驶汽车中，旨在将其业务版图从现有的AI数据中心市场，进一步拓展至蓬勃发展的自动驾驶汽车市场。

三星虽未直接披露汽车HBM进展，但通过与英伟达的合作大概也在间接参与自动驾驶生态。

综合来看，随着智能汽车市场的竞争日益激烈，车企需要通过提升车辆的智能化水平来增强竞争力，而HBM技术无疑是实现这一目标的关键。当前，还有多家车企也在积极寻求与HBM厂商的合作机会。

有专家表示：从长远来看，HBM将成为主流，如果HBM被特斯拉等头部公司采用，这一趋势将会加速。

市场研究机构的数据显示，2023年全球汽车存储芯片市场价值47.6亿美元，预计到2028年将达到102.5亿美元，且自动驾驶对HBM的需求增长可能超越数据中心，汽车HBM芯片市场规模呈现出快速增长趋势。

HBM，迈向移动端

除了汽车市场外，随着AI、5G等技术的飞速发展，移动设备的功能日益强大，对内存性能的要求也越来越高。从运行复杂的AI应用到实现流畅的多任务处理，再到支持高清视频和大型游戏，移动设备需要内存能够提供更高的带宽和更低的延迟。

以智能手机为例，随着AI摄影、AI语音助手等功能的普及，手机需要在短时间内处理大量的数据。在拍摄一张AI优化的照片时，手机需要对图像进行实时分析和处理，这就要求内存能够快速地读取和存储图像数据。而传统的LPDDR内存，虽然在一定程度上能够满足日常应用的需求，但在面对这些高性能要求时，逐渐显得力不从心。

在笔记本电脑和可穿戴设备等领域，同样存在着对高性能内存的迫切需求。笔记本电脑在运行大型办公软件、进行视频编辑时，需要内存具备高效的数据处理能力；可穿戴设备如智能手表，在实现健康监测、运动追踪等功能时，也需要内存能够快速地处理传感器数据。

HBM 的出现，为满足这些需求提供了新的可能。

这种应用于移动设备的HBM也称为“移动HBM”，其特点类似于当前服务器中使用的HBM。

HBM采用先进的3D堆叠技术，通过硅通孔（TSV）将多个DRAM芯片垂直连接，极大地提升了内存带宽。这种独特的设计，使得HBM的数据传输速率能够达到数百GB/s，相比传统的DDR内存，有着数倍的提升，能充分满足AI运算对海量数据的快速处理需求，有效减少数据传输的延迟，大大提高了训练效率。

移动HBM具有相同的堆叠概念，但它是一种以阶梯状堆叠LPDDR DRAM，然后用垂直电线将其连接到基板的方法。具体来说，三星电子以“VCS”为名开发该技术，SK海力士则以“VFO”为名开发该技术。其优点是高功率效率，功耗较低，且能够提供更多的IO数据引脚。

移动HBM和LPDDR最大的区别在于是否是“定制内存”。LPDDR是通用型产品，一旦量产即可批量使用；而移动HBM是一个定制产品，反映了应用程序和客户的要求。由于移动HBM与处理器连接的引脚位置不同，因此在批量生产之前需要针对每个客户的产品进行优化设计。

业界将移动HBM视为下一代半导体，并正在重点关注其开发。三星和SK海力士作为内存领域的两大巨头，在移动HBM技术的研发和布局上可谓不遗余力。

三星：2028年推出LPD DRAM

据此前报道，三星采用类似技术的产品LPW DRAM，其具备低延迟和高达128GB/s的带宽性能，同时能耗仅为1.2pJ/b，计划于2025-2026年实现商业化量产。

需要注意的是，以LPDDR为代表的移动HBM芯片由于其较小的尺寸，并不适用于与HBM相同的TSV连接方案。同时，HBM制造工艺的高成本及低良率特性也无法满足高产能移动DRAM的需求。

因此，三星电子和SK海力士采用了另一种先进的封装方式。

三星电子的VCS（垂直铜柱堆叠）方法，就是将从晶圆上切割下来的 DRAM芯片以台阶形状堆叠起来，用环氧材料使其硬化，然后在其上钻孔并用铜填充。

三星电子表示，VCS先进封装技术相较于传统引线键合，I/O密度和带宽分别提升8倍和2.6倍；相比VWB垂直引线键合，VCS技术生产效率提升9倍。按照规划，三星移动HBM将在2025年下半年至2026年推出。

然而，从目前最新披露来看，这一进展似乎有了新的更新。

在前不久举办的ISSCC 2025上，三星电子DS部门CTO兼半导体研究实验室负责人Song Jae-hyuk透露，三星计划在2028年推出搭载LPW DRAM（LP Wide I/O DRAM），即“移动 HBM”的移动设备。

LPW也称为LLW或“定制内存”。随着它作为下一代内存的出现，整个行业正在使用各种名称，同时制定相关标准。但无论命名如何，目标都是相同的：通过增加I/O通道数量并降低每个通道的速度，同时实现增强性能和降低功耗。此外，该技术采用垂直引线接合 (VWB) 封装，可将信号路径从弯曲转换为直线。

从具体性能来看，LPW DRAM通过堆叠LPDDR DRAM，大幅提升了I/O接口的数量，以达到提高性能和减少能耗的双重目标。其带宽可达200GB/s以上，较现有的LPDDR5x提升了166%；同时其功耗降至1.9pJ/bit，比LPDDR5x低54%。这一技术的应用，将使移动设备在运行大型游戏、进行视频编辑等高性能应用时，能够获得更流畅的体验，同时延长设备的续航时间。

据悉，三星在去年9月举办的“Semicon Taiwan”活动上曾宣布，LPW DRAM的性能比LPDDR5X高出133%，这意味着在不到六个月的时间内就提高了性能目标。

这一系列的突破，势必为日益增长的设备端AI应用提供了更为高效和可靠的内存支持。

SK海力士：VFO技术加速推进移动HBM

与三星的VCS不同，SK海力士选择的是铜线而非铜柱。它在连接元件和工艺顺序方面与三星电子不同，它使用铜线连接堆叠的 DRAM，然后将环氧树脂注入空白处以使其硬化，来实现移动DRAM芯片的堆叠。

这一技术被称为“VFO（垂直线扇出）”，类似于当前使用MUF材料填充 DRAM 堆栈之间的间隙以实现 HBM 的方法。

SK海力士的VFO技术概念：DRAM以阶梯式方式堆叠，并通过垂直柱状线/重新分布层连接到基板

SK海力士指出，VFO技术结合了FOWLP（晶圆级封装）和DRAM堆叠两项技术，VFO技术通过垂直连接，大幅缩短了电信号在多层DRAM间的传输路径，将线路长度缩短至传统内存的1/4以下，将能效提高4.9%。这种方式虽然增加了1.4%的散热量，但是封装厚度却减少了27%。

能看到，移动设备端侧的AI应用需要高带宽、高速存储作为支撑，HBM在智能手机、平板、笔记本上的应用正在成为趋势。有数据预计，到2027年，集成HBM的AI手机市场份额将超过50%，平板电脑和笔记本电脑也将逐步跟进。

一旦SK海力士、三星电子在LPDDR堆叠、芯片封装上取得突破，移动HBM无疑是一个不错的选择。

两家公司的技术战略差异值得关注，因为它们可能会改变移动 HBM 市场的格局。正如数据中心市场的HBM技术差异决定了AI市场的主导地位一样，移动HBM作为搭载于智能手机、PC、XR耳机等的AI用存储器而备受瞩目，预计将对移动设备上AI市场产生直接影响。

有半导体行业资深人士对此表示，“三星侧重高带宽设计（LP Wide I/O），优先考虑产品的完美性；而 SK 海力士则聚焦低功耗与轻薄化（VFO），优先考虑成本效益，现在判断谁更有市场价值还为时过早，因为每个客户都有不同的要求。”

三星与SK海力士在移动HBM领域的竞争从技术研发转向量产能力与客户生态的全面较量。三星通过工艺创新和产能扩张缩小差距，SK海力士凭借良率优势和定制化策略保持领先。随着2025年后HBM4量产推进，两家厂商将加速技术下放至移动端，推动智能手机、PC、AR/VR设备的性能革命。

也有报道称，移动HBM很可能以定制形式生产，提供给智能手机芯片厂商，这将改变以往以供应商为中心的模式，转向以需求方为中心的方式。就像之前SK海力士为苹果头戴式设备“Vision Pro”供应定制的低功耗DRAM一样。

但目前尚不清楚各家公司的定制有何不同，因为移动HBM仍处于研发阶段。事实上，当HBM用于汽车时，SK海力士专门为汽车生产的HBM2E，就是针对特定领域需求定制的。

HBM用于数据中心和服务器，但面临难以在移动设备和PC等边缘设备中使用的局限。移动HBM则是一款专门针对端侧设备人工智能市场的产品，可用于智能手机、PC、AR/VR等多种应用。

综合来看，两种HBM在多方面存在差异：

• 核心差异：传统HBM是为高性能计算设计的“大带宽、高功耗”方案；而移动HBM是为移动端定制的“中带宽、低功耗”解决方案。

• 技术路径：传统HBM依赖TSV和中介层；移动HBM则通过封装创新（如垂直引线键合）和低功耗DRAM技术实现性能突破。

• 未来趋势：移动HBM将推动端侧AI设备性能升级；传统HBM持续向更高层数（如16层HBM4）和带宽演进，两者在不同领域形成互补。

HBM在智能汽车和移动设备领域的发展，为这些行业带来了新的技术变革和市场机遇。

未来，HBM在移动设备领域的渗透将围绕端侧AI性能提升和低功耗设计展开，技术创新与产业链协同是关键驱动力。尽管成本与良率仍是短期挑战，但随着后续技术创新和量产推进，HBM有望重塑智能手机、AR/VR设备及笔记本电脑的性能边界，成为边缘计算时代的核心内存解决方案。

而三星电子和SK海力士将通过先进封装技术和产品迭代占据领先地位。在这个竞争激烈的时代，抢占市场先机。

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