本篇文章給大家談?wù)則f卡價(jià)格為什么差這么大，以及tf卡價(jià)格為什么差那么多的知識(shí)點(diǎn)，希望對(duì)各位有所幫助，不要忘了收藏本站喔。
文章詳情介紹：
更快更大的機(jī)內(nèi)閃存，能徹底“殺死”存儲(chǔ)卡嗎
最近這段時(shí)間提到智能手機(jī)行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，許多朋友可能首先會(huì)想到的是那些剛剛亮相的新款旗艦SoC，比如第二代驍龍8、比如天璣9200、比如天璣8200。由于這些新款SoC普遍帶來(lái)了顯著的性能提升，特別是在高負(fù)載游戲場(chǎng)景下的幀率和能效比，所以也讓大家對(duì)即將陸續(xù)亮相的旗艦新機(jī)充滿了期待。
當(dāng)然，可能有一部分朋友更關(guān)注手機(jī)影像方面的進(jìn)步。畢竟隨著索尼IMX989這款1英寸大底CMOS“獨(dú)占期”的結(jié)束，今年注定會(huì)有更多的頂級(jí)影像機(jī)型升級(jí)這款傳感器。再加上高通也已預(yù)告過(guò)的2億像素三星HP2，以及專為驍龍移動(dòng)平臺(tái)進(jìn)行了優(yōu)化的索尼IMX800，因此可以預(yù)見的是，接下來(lái)的旗艦機(jī)型在“影像堆料”方面也將迎來(lái)一輪久違的集體爆發(fā)。
但我們今天要討論的話題，其實(shí)是如今智能手機(jī)閃存相關(guān)技術(shù)的變化，以及它對(duì)一部分用戶心心念念的“存儲(chǔ)卡擴(kuò)展”設(shè)計(jì)，所帶來(lái)的影響。
大家可能沒(méi)有意識(shí)到，如今的手機(jī)閃存已經(jīng)有多快了
如果最近有關(guān)注最近我們?nèi)咨畹囊恍┰u(píng)測(cè)內(nèi)容可能還記得，隨著搭載第二代驍龍8、天璣9200這些新款旗艦移動(dòng)平臺(tái)的機(jī)型陸續(xù)上市，一批最新的旗艦機(jī)型已經(jīng)開始用上了UFS4.0閃存。那么UFS4.0到底有多快呢？大家不妨先來(lái)看看實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。
vivo X90（天璣9200，UFS4.0閃存）
正如大家所見，在新款旗艦機(jī)型配備的UFS4.0閃存，已經(jīng)能夠跑到相當(dāng)于PC上早期PCIE4.0 SSD的速度了。這也就意味著，最新旗艦機(jī)型的存儲(chǔ)性能，甚至可能已經(jīng)比許多朋友的PC還要更高。
iQOO10 Pro（驍龍8 Gen1+，三星超頻版UFS3.1 v6閃存）
當(dāng)然，能夠帶來(lái)“高性能”的并非只是UFS4.0。實(shí)際上在過(guò)去這一兩年里，整個(gè)智能手機(jī)行業(yè)除了定位最低的4G“百元機(jī)”外，基本都已經(jīng)普及了UFS2.2或UFS3.1閃存。
一加Ace（天璣8100-MAX，普通UFS3.1閃存）
Redmi Note12 Pro+（天璣1080，UFS2.2閃存）
根據(jù)我們的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，不要說(shuō)主流的、兩三千元價(jià)位段的“次旗艦”，哪怕是千元級(jí)、諸如Redmi Note系列這樣的機(jī)型，現(xiàn)在的閃存實(shí)測(cè)速度也已經(jīng)能夠達(dá)到四位數(shù)上下了。
從閃存技術(shù)發(fā)展的角度來(lái)說(shuō)，如今智能手機(jī)上的閃存不只是速度更快，它們還普遍基于新制程實(shí)現(xiàn)了更多的堆疊層數(shù)。而更多的閃存堆疊層數(shù)則會(huì)帶來(lái)兩個(gè)方面的影響，一是讓閃存的容量成本顯著下降，可以在有限的成本內(nèi)做到更大的容量，其次則是讓小容量閃存更不容易“跑滿”主控的通道數(shù)，也就是說(shuō)制程的提升反而會(huì)讓小容量閃存的性能下降。
于是乎這也就意味著，不管是出于成本還是性能方面的考量，如今手機(jī)廠商都“不得不”普遍配備更大容量的存儲(chǔ)配置。特別是對(duì)于許多中端及以上定位的機(jī)型來(lái)說(shuō)，“256GB起步”甚至都已經(jīng)成為了常態(tài)。
同時(shí)，存儲(chǔ)卡的技術(shù)進(jìn)步卻一直“干打雷不下雨”
作為從MMC時(shí)代就開始使用手機(jī)存儲(chǔ)卡，甚至就在不久前才剛購(gòu)入一塊512GB TF卡的“忠實(shí)用戶”，我們?nèi)咨钸^(guò)去就已多次撰文，鼓勵(lì)手機(jī)廠商在設(shè)備上保留存儲(chǔ)卡擴(kuò)展功能，也曾為大家科普SDEX、UHS Card等新型、高速存儲(chǔ)卡技術(shù)的發(fā)展進(jìn)度，并希望它們能夠帶來(lái)智能手機(jī)存儲(chǔ)擴(kuò)展功能的“復(fù)興”。
但當(dāng)我們查詢了SD協(xié)會(huì)的最新技術(shù)規(guī)范，并關(guān)注了目前市面上在售的、可用于智能手機(jī)的存儲(chǔ)卡（MicroSD，或者說(shuō)TF卡）產(chǎn)品后，不得不承認(rèn)，針對(duì)智能手機(jī)的存儲(chǔ)卡技術(shù)可以說(shuō)早已陷入停滯，在各方面都已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于機(jī)身內(nèi)置的閃存技術(shù)了。
為什么我們會(huì)這么說(shuō)？首先站在SD卡協(xié)會(huì)的角度，他們這些年倒也并非毫無(wú)建樹。大家可以看到，他們其實(shí)有推出過(guò)數(shù)代SD Express存儲(chǔ)卡標(biāo)準(zhǔn)。而這些最新款的存儲(chǔ)卡則擁有985MB/s起步的接口速度、最高的甚至已接近4000MB/s，也就是與手機(jī)上的UFS4.0閃存差不多了。
但仔細(xì)分析SD Express標(biāo)準(zhǔn)就會(huì)發(fā)現(xiàn)，4000MB/s、最新的“PCIe Gen4*2”接口標(biāo)準(zhǔn)由于需要使用三排觸點(diǎn)，所以僅限于完整尺寸、通常用于相機(jī)里的SD存儲(chǔ)卡。而對(duì)于手機(jī)里的小尺寸規(guī)格來(lái)說(shuō)，最高則只能達(dá)到1970MB/s的接口速度，落實(shí)到實(shí)際產(chǎn)品上必然還要更慢一些。
這還沒(méi)完，雖然SD協(xié)會(huì)已經(jīng)將SD卡、microSD卡規(guī)劃到了數(shù)千MB/s的接口速度，但如今在市場(chǎng)上實(shí)際上哪怕是300MB/s級(jí)別的UHS-II卡，都還遠(yuǎn)遠(yuǎn)談不上普及。甚至對(duì)于絕大多數(shù)可買到的、可供智能手機(jī)使用的“小卡（microSD）”來(lái)說(shuō)，它們的實(shí)際讀寫速度至今都依然還停留在150MB/s讀取、90MB/s寫入（甚至這都已經(jīng)算比較高端的了）的水準(zhǔn)
過(guò)大的技術(shù)差距，讓存儲(chǔ)卡很難再有未來(lái)
于是這意味著什么呢？很簡(jiǎn)單，站在APP開發(fā)者的角度去思考就會(huì)發(fā)現(xiàn)，如今所面對(duì)的狀況，是市面上絕大多數(shù)機(jī)型、包括入門級(jí)產(chǎn)品在內(nèi)，它們的內(nèi)置閃存讀寫速度都已經(jīng)是超過(guò)千MB/s的水平。這也就意味著在開發(fā)APP時(shí)，完全可以放心設(shè)計(jì)一些需要高速讀寫的場(chǎng)景，只要不是太過(guò)低端的“老爺機(jī)”，內(nèi)部閃存的性能理應(yīng)都能完全“抗住”。
但是如果此時(shí)有哪個(gè)廠商為了迎合部分消費(fèi)者的喜好，在手機(jī)上重新加入了“存儲(chǔ)卡擴(kuò)容”功能呢？
沒(méi)錯(cuò)，不爭(zhēng)氣的存儲(chǔ)卡相關(guān)技術(shù)，此時(shí)就會(huì)非常明顯地成為手機(jī)的性能短板，甚至可能會(huì)引發(fā)難以想象的BUG，給日常使用帶來(lái)大麻煩。即便是存儲(chǔ)卡不直接用于“擴(kuò)容”，而是僅僅被限制于存儲(chǔ)一些音樂(lè)、視頻等內(nèi)容，過(guò)低的性能同樣還是會(huì)造成使用中某些場(chǎng)景（比如音樂(lè)、視頻軟件）的卡頓、甚至是閃退。
在網(wǎng)上搜索“SDEX（SD Express卡的官方縮寫）”，出來(lái)的結(jié)果都不是存儲(chǔ)卡了（笑）
再加上如今智能手機(jī)的內(nèi)置閃存技術(shù)依然在不斷地快速迭代、進(jìn)步，而外置存儲(chǔ)卡卻始終“雷聲大雨點(diǎn)小”，市場(chǎng)上幾乎買不到高速的新型號(hào)產(chǎn)品。在這樣的情況下，智能手機(jī)的“存儲(chǔ)卡擴(kuò)展”設(shè)計(jì)日漸式微，甚至被絕大多數(shù)廠商和消費(fèi)者淡忘，自然也就會(huì)成為一個(gè)大的趨勢(shì)。
【本文圖片來(lái)自網(wǎng)絡(luò)】
別的內(nèi)存都在降價(jià)，為啥HBM漲了5倍？
存儲(chǔ)的寒氣從去年吹到現(xiàn)在，雖然今年開年以來(lái)不時(shí)聽到觸底反彈的聲音，但市場(chǎng)仍未見明顯解凍現(xiàn)象。
TrendForce數(shù)據(jù)顯示，本季度，占據(jù)存儲(chǔ)市場(chǎng)一半以上的DRAM，已經(jīng)連續(xù)三個(gè)季度下跌。DRAM三巨頭三星、SK海力士和美光在出貨量方面僅美光有上升，其余均衰退；平均銷售單價(jià)三者均下跌，并且預(yù)計(jì)三巨頭在Q2還將繼續(xù)虧損。
以DRAM 4月的指標(biāo)性產(chǎn)品DDR4 8Gb為例，批發(fā)價(jià)為每個(gè)1.48美元左右，環(huán)比下跌1%；4Gb產(chǎn)品價(jià)格為每個(gè)1.1美元左右，環(huán)比下跌8%。
在DRAM的整體頹勢(shì)之中，HBM（高帶寬內(nèi)存，High Bandwidth Memory）卻在逆勢(shì)增長(zhǎng)。身為DRAM的一種，與大部隊(duì)背道而馳，價(jià)格一路水漲船高。據(jù)媒體報(bào)道，2023年開年后三星、SK海力士?jī)杉掖鎯?chǔ)大廠HBM訂單快速增加，HBM3規(guī)格DRAM價(jià)格上漲5倍。HBM3原本價(jià)格大約30美元每GB，現(xiàn)在的價(jià)格怕是更加驚人。
一邊是總體DRAM跌到成本價(jià)，一邊是“尖子生”HBM價(jià)格漲5倍。
HBM到底是什么？用在什么地方？為什么和其他DRAM差別這么大，價(jià)格水漲船高？
01
什么是HBM
HBM（High Bandwidth Memory），意為高帶寬存儲(chǔ)器，是一種面向需要極高吞吐量的數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用程序的DRAM，HBM的作用類似于數(shù)據(jù)的“中轉(zhuǎn)站”，就是將使用的每一幀，每一幅圖像等圖像數(shù)據(jù)保存到幀緩存區(qū)中，等待GPU調(diào)用。
正如其名，HBM與其他DRAM最大的差別就是擁有超高的帶寬。最新的HBM3的帶寬最高可以達(dá)到819 GB/s，而最新的GDDR6的帶寬最高只有96GB/s，CPU和硬件處理單元的常用外掛存儲(chǔ)設(shè)備DDR4的帶寬更是只有HBM的1/10。
超高的帶寬讓HBM成為了高性能GPU的核心組件。自從去年ChatGPT出現(xiàn)以來(lái)，HBM作為AI服務(wù)器的“標(biāo)配”，更是開始狠刷存在感。從“鮮有問(wèn)津”的高嶺之花，變成了大廠們爭(zhēng)相搶奪的“香餑餑”。
HBM為什么可以擁有這么高的帶寬？它和其他DRAM的差別在哪？為什么會(huì)成為高端GPU的標(biāo)配呢？
先說(shuō)一下HBM是怎么發(fā)展而來(lái)的。
按照不同應(yīng)用場(chǎng)景，JEDEC（固態(tài)技術(shù)協(xié)會(huì)）將DRAM分為三個(gè)類型：標(biāo)準(zhǔn)DDR、移動(dòng)DDR以及圖形DDR，HBM屬于最后一種。
圖形DDR中，先出現(xiàn)的是GDDR（Graphics DDR），它是為了設(shè)計(jì)高端顯卡而特別設(shè)計(jì)的高性能DDR存儲(chǔ)器規(guī)格，是打破“內(nèi)存墻”的有效方案。
由于處理器與存儲(chǔ)器的工藝、封裝、需求的不同，二者之間的性能差距越來(lái)越大，過(guò)去20年中，硬件的峰值計(jì)算能力增加了90,000倍，但是內(nèi)存/硬件互連帶寬卻只是提高了30倍。當(dāng)存儲(chǔ)的性能跟不上處理器，對(duì)指令和數(shù)據(jù)的搬運(yùn)（寫入和讀出）的時(shí)間將是處理器運(yùn)算所消耗時(shí)間的幾十倍乃至幾百倍。
可以想象一下，數(shù)據(jù)傳輸就像處在一個(gè)巨大的漏斗之中，不管處理器灌進(jìn)去多少，存儲(chǔ)器都只能“細(xì)水長(zhǎng)流”。而數(shù)據(jù)交換通路窄以及其引發(fā)的高能耗，便是通常所說(shuō)的“內(nèi)存墻”。
為了讓數(shù)據(jù)傳輸更快，就必須要提高內(nèi)存帶寬，內(nèi)存帶寬是處理器可以從內(nèi)存讀取數(shù)據(jù)或?qū)?shù)據(jù)存儲(chǔ)到內(nèi)存的速率。GDDR采用傳統(tǒng)的方法將標(biāo)準(zhǔn)PCB和測(cè)試的DRAMs與SoC連接在一起，旨在以較窄的通道提供更高的數(shù)據(jù)速率，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)必要的吞吐量，具有較高的帶寬和較好的能耗效率。
不過(guò)，隨著AI等新需求的出現(xiàn)以及風(fēng)靡，對(duì)帶寬的要求更高了，GDDR也開始不夠用。但是按照GDDR現(xiàn)有的模式很難有突破性的帶寬進(jìn)展，存儲(chǔ)廠商們望著現(xiàn)有的GDDR，終于頓悟：這樣“躺平”下去不行，得“疊”起來(lái)！于是，HBM出現(xiàn)了。
所以，HBM其實(shí)是GDDR的替代品，是將DDR芯片堆疊在一起后和GPU封裝在一起，實(shí)現(xiàn)大容量，高位寬的DDR組合陣列。聽起來(lái)有點(diǎn)復(fù)雜，看下面這張圖就一目了然了。
圖源：網(wǎng)絡(luò)
GDDR作為獨(dú)立封裝，在PCB上圍繞在處理器的周圍，而HBM則排布在硅中階層(Silicon Interposer)上并和GPU封裝在一起，面積一下子縮小了很多，舉個(gè)例子，HBM2比GDDR5直接省了94%的表面積。并且，HBM離GPU更近了，這樣數(shù)據(jù)傳輸也就更快了。
HBM之所以可以做到這樣的布局，是因?yàn)椴捎昧?D堆疊技術(shù)。HBM將DRAM裸片像摩天大樓一樣垂直堆疊，并通過(guò)硅通孔（Through Silicon Via, 簡(jiǎn)稱“TSV”）技術(shù)將“每層樓”連接在一起，貫通所有芯片層的柱狀通道傳輸信號(hào)、指令、電流，以增加吞吐量并克服單一封裝內(nèi)帶寬的限制。你可以將HBM想象成一個(gè)切的整整齊齊的三明治，TSV就是扎在里面的那根牙簽，將整個(gè)三明治固定并打通。
從側(cè)面來(lái)看HBM，來(lái)源：AMD
采用3D堆疊技術(shù)之后，其直接結(jié)果就是接口變得更寬，其下方互聯(lián)的觸點(diǎn)數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于DDR內(nèi)存連接到CPU的線路數(shù)量。從傳輸位寬的角度來(lái)看，4層DRAM裸片高度的HBM內(nèi)存總共就是1024 bit位寬。很多GPU、CPU周圍都有4片這樣的HBM內(nèi)存，則總共位寬就是4096bit。
因此，與傳統(tǒng)內(nèi)存技術(shù)相比，HBM具有更高帶寬、更多I/O數(shù)量、更低功耗、更小尺寸。
HBM與其他幾種內(nèi)存方案的參數(shù)對(duì)比；來(lái)源：芯耀輝
HBM朝著不斷提高存儲(chǔ)容量、帶寬，減小功耗和封裝尺寸方向升級(jí)，目前已升級(jí)到HBM3。從最初的 1GB 存儲(chǔ)容量和 128GB/s 帶寬的HBM1發(fā)展到目前的 24GB 存儲(chǔ)容量和 819GB/s 帶寬。
來(lái)源：SK 海力士、Rambus
不過(guò)，雖然HBM擁有優(yōu)秀的帶寬，但也不是適用于所有應(yīng)用，HBM也有自身的局限性：
首先，缺乏靈活性，由于HBM與主芯片封裝在一起，所以不存在容量擴(kuò)展的可能；其次，容量小，雖說(shuō)一片HBM封裝雖然可以堆8層DRAM裸片，但也僅有8G Byte；第三，訪問(wèn)延遲高。HBM由于互聯(lián)寬度超寬，這就決定了HBM的傳輸頻率不能太高，否則總功耗和發(fā)熱撐不住，所以延遲高（延遲指從讀取指令發(fā)出，到數(shù)據(jù)準(zhǔn)備就緒的過(guò)程，中間的一個(gè)等待時(shí)間）。
簡(jiǎn)單概括一下，同一個(gè)GPU核心，往往低端顯卡用DDR內(nèi)存，高端用GDDR內(nèi)存，再高端用HBM2內(nèi)存。目前，HBM已經(jīng)可以算是高端GPU的標(biāo)配了。
02
借AI東風(fēng)
HBM需求激增
2021年的時(shí)候，HBM位元需求占整體DRAM市場(chǎng)只有不到1%。主要是因?yàn)镠BM高昂的成本以及當(dāng)時(shí)服務(wù)器市場(chǎng)中搭載相關(guān)AI運(yùn)算卡的比重仍小于1%，且多數(shù)存儲(chǔ)器仍使用GDDR5(x)、GDDR6來(lái)支持其算力。
而到了今年年初，HBM的需求激增，并且業(yè)內(nèi)人士稱，與最高性能的 DRAM 相比，HBM3 的價(jià)格上漲了五倍，HBM“逆襲”的主要原因，就是AI服務(wù)器需求的爆發(fā)。
在ChatGPT火了之后，一下子點(diǎn)燃了AIGC（生成式AI）的熱潮，誰(shuí)不追，誰(shuí)就要被拋下，于是大廠們紛紛開始推出自己的類ChatGPT的大模型。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，自3月16日百度率先公布“文心一言”以來(lái)，國(guó)內(nèi)已有超過(guò)30項(xiàng)大模型產(chǎn)品亮相。
而AI大模型的基礎(chǔ)，就是靠海量數(shù)據(jù)和強(qiáng)大算力來(lái)支撐訓(xùn)練和推理過(guò)程。AI服務(wù)器作為算力基礎(chǔ)設(shè)施單元服務(wù)器的一種類型也來(lái)到了臺(tái)前，備受追捧。TrendForce集邦咨詢預(yù)估，2023年AI服務(wù)器（包含搭載GPU、FPGA、ASIC等）出貨量近120萬(wàn)臺(tái)，同步上修2022-2026年AI服務(wù)器出貨量年復(fù)合成長(zhǎng)率至22%。
HBM成本在AI服務(wù)器成本中占比排名第三，約占9%，單機(jī)ASP（單機(jī)平均售價(jià)）高達(dá)18,000美元。所以，AI服務(wù)器是HBM目前最矚目的應(yīng)用領(lǐng)域。
AI服務(wù)器需要在短時(shí)間內(nèi)處理大量數(shù)據(jù)，包括模型訓(xùn)練數(shù)據(jù)、模型參數(shù)、模型輸出等。要想讓AI更加“智能”，AI大模型龐大的參數(shù)量少不了，比如ChatGPT基于的GPT3.5大模型的參數(shù)量就高達(dá)135B。數(shù)據(jù)處理量和傳輸速率的大幅提升，讓AI服務(wù)器對(duì)帶寬提出了更高的要求，而HBM基本是AI服務(wù)器的標(biāo)配 。
AI服務(wù)器GPU市場(chǎng)以NVIDIA H100、A100、A800以及AMD MI250、MI250X系列為主，基本都配備了HBM。2023 GTC大會(huì)發(fā)布的ChatGPT專用最新H100 NVL GPU，也配置了188GB HBM3e內(nèi)存。HBM方案目前已演進(jìn)為較為主流的高性能計(jì)算領(lǐng)域擴(kuò)展高帶寬的方案。
目前推出的搭載HBM和GDDR的GPU產(chǎn)品；來(lái)源：奎芯科技
隨著高端GPU需求的逐步提升，TrendForce集邦咨詢預(yù)估2023年HBM需求量將年增58%，2024年有望再成長(zhǎng)約30%。
除了AI服務(wù)器，汽車也是HBM值得關(guān)注的應(yīng)用領(lǐng)域。汽車中的攝像頭數(shù)量，所有這些攝像頭的數(shù)據(jù)速率和處理所有信息的速度都是天文數(shù)字，想要在車輛周圍快速傳輸大量數(shù)據(jù)，HBM具有很大的帶寬優(yōu)勢(shì)。但是最新的HBM3目前還沒(méi)有取得汽車認(rèn)證，外加高昂的成本，所以遲遲還沒(méi)有“上車”。不過(guò)，Rambus的高管曾提出，HBM 絕對(duì)會(huì)進(jìn)入汽車應(yīng)用領(lǐng)域。
AR和VR也是HBM未來(lái)將發(fā)力的領(lǐng)域。因?yàn)閂R和AR系統(tǒng)需要高分辨率的顯示器，這些顯示器需要更多的帶寬來(lái)在 GPU 和內(nèi)存之間傳輸數(shù)據(jù)。而且，VR和AR也需要實(shí)時(shí)處理大量數(shù)據(jù)，這都需要HBM的超強(qiáng)帶寬來(lái)助力。
此外，智能手機(jī)、平板電腦、游戲機(jī)和可穿戴設(shè)備的需求也在不斷增長(zhǎng)，這些設(shè)備需要更先進(jìn)的內(nèi)存解決方案來(lái)支持其不斷增長(zhǎng)的計(jì)算需求，HBM也有望在這些領(lǐng)域得到增長(zhǎng)。并且，5G 和物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 等新技術(shù)的出現(xiàn)也進(jìn)一步推動(dòng)了對(duì) HBM 的需求。
不過(guò)，目前來(lái)講，HBM還是主要應(yīng)用于服務(wù)器、數(shù)據(jù)中心等領(lǐng)域，消費(fèi)領(lǐng)域?qū)Τ杀颈容^敏感，因此HBM的使用較少。
可以肯定的是，對(duì)帶寬的要求將不斷提高，HBM也將持續(xù)發(fā)展。市場(chǎng)調(diào)研機(jī)構(gòu)Omdia預(yù)測(cè)，2025年HBM市場(chǎng)的總收入將達(dá)到25億美元。據(jù)新思界發(fā)布的分析報(bào)告顯示，預(yù)計(jì)2025年中國(guó)HBM需求量將超過(guò)100萬(wàn)顆。
03
存儲(chǔ)巨頭爭(zhēng)霸HBM
HBM作為DRAM的一種，其市場(chǎng)也被三巨頭瓜分。目前技術(shù)走在最前面的是SK海力士，并且它也擁有第一的市占率，高達(dá)50%，緊隨其后的是三星，市占率約40%，美光約占10%。預(yù)計(jì)到2023年，SK 海力士市占率有望提升至 53%，而三星、美光市占率分別為38%及9%。
下游廠商主要是CPU/GPU廠商，如英特爾、英偉達(dá)以及AMD。因?yàn)镠BM是于GPU封裝在一起的，所以HBM的封裝基本也由晶圓代工廠一同包攬完成，而晶圓代工廠商包括臺(tái)積電、格芯等也在發(fā)力HBM相關(guān)技術(shù)。國(guó)內(nèi)廠商布局不大，只有一些企業(yè)涉及封測(cè)，如國(guó)芯科技與深科技。
來(lái)源：財(cái)聯(lián)社
總的來(lái)說(shuō)，HBM的競(jìng)爭(zhēng)還是在SK 海力士、三星以及美光之間展開。
從技術(shù)上先來(lái)看，SK海力士是目前唯一實(shí)現(xiàn)HBM3量產(chǎn)的廠商，并向英偉達(dá)大量供貨，配置在英偉達(dá)高性能GPU H100之中，持續(xù)鞏固其市場(chǎng)領(lǐng)先地位。根據(jù)此前的資料介紹，SK海力士提供了兩種容量產(chǎn)品，一個(gè)是12層硅通孔技術(shù)垂直堆疊的24GB（196Gb），另一個(gè)則是8層堆疊的16GB（128Gb），均提供819 GB/s的帶寬，前者的芯片高度也僅為30微米。相比上一代HBM2E的460 GB/s帶寬，HBM3的帶寬提高了78%。此外，HBM3內(nèi)存還內(nèi)置了片上糾錯(cuò)技術(shù)，提高了產(chǎn)品的可靠性。
三星在2022年技術(shù)發(fā)布會(huì)上發(fā)布的內(nèi)存技術(shù)發(fā)展路線圖中，顯示HBM3技術(shù)已經(jīng)量產(chǎn)，其單芯片接口寬度可達(dá)1024bit，接口傳輸速率可達(dá)6.4Gbps。2024年預(yù)計(jì)實(shí)現(xiàn)接口速度高達(dá)7.2Gbps的HBM3P，預(yù)計(jì)2025年在新一代面向AI的GPU中見到HBM3P的應(yīng)用。
美光科技走得較慢，于2020年7月宣布大規(guī)模量產(chǎn)HBM2E，HBM3也仍作為其產(chǎn)品線在持續(xù)研發(fā)之中。
HBM之后的發(fā)力點(diǎn)在于打破速度、密度、功耗、占板空間等方面的極限。
為了打破速度極限，SK海力士正在評(píng)估提高引腳數(shù)據(jù)速率的傳統(tǒng)方法的利弊，以及超過(guò)1024個(gè)數(shù)據(jù)的I/O總線位寬，以實(shí)現(xiàn)更好的數(shù)據(jù)并行性和向后設(shè)計(jì)兼容性。簡(jiǎn)單來(lái)講，即用最少的取舍獲得更高的帶寬性能。
另一方面廠商也在致力于提高功耗效率，通過(guò)評(píng)估從最低微結(jié)構(gòu)級(jí)別到最高Die堆疊概念的內(nèi)存結(jié)構(gòu)和操作方案，最大限度地降低每帶寬擴(kuò)展的絕對(duì)功耗。
不過(guò)要想有上述突破，存儲(chǔ)廠商要與上下游生態(tài)系統(tǒng)合作伙伴攜手合作和開放協(xié)同，將HBM的使用范圍從現(xiàn)有系統(tǒng)擴(kuò)展到潛在的下一代應(yīng)用。
HBM的下游也在持續(xù)發(fā)力，英偉達(dá)歷代主流訓(xùn)練芯片基本都配置HBM；英特爾Sapphire Rapids發(fā)布全球首款配備HBM的X86 CPU；AMD也在持續(xù)更新HBM產(chǎn)品線。
借著AI的東風(fēng)，HBM最近熱度大幅上升，從原來(lái)的“小透明”變成了“網(wǎng)紅”。并且，AI的浪潮還在愈演愈烈，HBM今后的存在感或許會(huì)越來(lái)越強(qiáng)。集邦咨詢預(yù)計(jì)2023-2025年HBM 市場(chǎng)年復(fù)合增長(zhǎng)率有望增長(zhǎng)至40%-45%以上。而其他機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)DRAM5年內(nèi)（2022-2027）年復(fù)合增長(zhǎng)率僅有6.1%。不過(guò)要清楚的是，與龐大的DRAM市場(chǎng)比起來(lái)，HBM還是“渺小的”，大約只占整個(gè)DRAM市場(chǎng)的1.5%。
參考資料：
[1]HBM高帶寬內(nèi)存：新一代DRAM解決方案，方正證券
[2]HBM 成高端 GPU 標(biāo)配，充分受益于 AI 服務(wù)器需求增長(zhǎng)，廣發(fā)證券
[3]HBM，增長(zhǎng)速度迅猛！半導(dǎo)體行業(yè)觀察
[4]存儲(chǔ)巨頭競(jìng)逐HBM，半導(dǎo)體行業(yè)觀察