一. 存储分类
半导体存储是用来存储和读取数据的记忆部件,按断电后数据是否保存,分为易失性存储、非易失性存储两大类。
1.1 易失性存储(RAM)分类
(1)SRAM(静态随机存储器):无需周期性刷新、密度低、读写速度极快,主要用于CPU缓存。
(2)DRAM (动态随机存储器):需周期性刷新、密度高、速度快,主要用于计算机内存。
1.2 DRAM分类
(1)标准DDR:高带宽、中等功耗;用于计算机、服务器主存。
(2)移动DDR(LPDDR):低功耗、小尺寸;用于手机、平板。
(3)图形DDR(GDDR/HBM):极高带宽、高功耗;GDDR用于显卡显存,HBM用于AI训练/推理。
二. HBM概览
高带宽内存(HBM)是一种基于3D堆叠工艺的高性能DRAM,专为高性能计算设计。
技术原理:将多个DRAM Die垂直堆叠(4-16层),并通过硅通孔(TSV) 和微凸块技术实现互联,最后通过中介层与GPU紧密封装。
2.1 主要特点
(1)优点:超高带宽、较低功耗、小体积高密度、低延迟。
(2)缺点:制造成本及技术门槛高、散热方案要求高。
2.2 供应格局
全球方面,SK海力士、三星、美光寡头垄断,目前已迭代至第六代产品(HBM4);国内方面,包括长X存储、长J存储。
近日华为披露昇腾芯片路线图,包括950、960、970系列芯片规划:
昇腾950PR计划于2026年Q1推出,搭载自研HBM(HiBL 1.0);昇腾950DT计划于2026年Q4推出,搭载自研HBM(HiZQ 2.0)。
三. 核心技术门槛及厂商
3.1 硅通孔(TSV)
(1)目的:在晶圆内部钻孔并填充导电材料,以实现垂直互连;并在孔壁沉积绝缘层(介电层),提供电气隔离。
(2)国内布局:雅克科技(介电层前驱体)、中微公司(TSV刻蚀设备)、拓荆科技(ALD薄膜沉积设备)。
3.2 微凸块(Microbump)
(1)目的:在晶圆上电镀形成微小的金属凸块,用于堆叠时DRAM Die间的电气连接。
3.3 堆叠键合
(1)目的:将多个DRAM Die精准对齐并键合,主要采用混合键合技术,以实现更高的互联密度。
(2)国内布局:鼎龙股份(电镀液/键合胶)。
3.4 2.5D封装
(1)目的:使用硅中介层连接HBM堆栈和GPU,并封装到基板;目前主要采用台积电的CoWoS、InFO技术。
(2)国内布局:华海诚科(GMC环氧塑封料)、联瑞新材(Low-α球形硅微粉)。