HBM（高帶寬內(nèi)存）作為當(dāng)前AI加速器GPU的核心配置，憑借垂直堆疊的薄DRAM芯片結(jié)構(gòu)，以超高數(shù)據(jù)帶寬為AI訓(xùn)練與推理提供了關(guān)鍵支撐，成為AI算力爆發(fā)的重要基石。

然而，HBM存在兩大顯著短板：一是成本居高不下，其價格較普通DDR內(nèi)存高出一個數(shù)量級；二是容量增長受限，受限于DRAM內(nèi)存密度縮放的技術(shù)瓶頸，即便如英偉達(dá)Blackwell GPU搭載8個24GB HBM3e芯片堆棧（總?cè)萘?92GB），也難以滿足模型規(guī)模爆炸式增長、上下文長度拓展及AI視頻生成帶來的海量內(nèi)存需求。在此背景下，開發(fā)成本更低、容量更大的替代技術(shù)成為產(chǎn)業(yè)共識，類HBM技術(shù)陣營加速崛起，推動AI存儲賽道進(jìn)入多元化競爭時代。

01

SPHBM4：標(biāo)準(zhǔn)封裝重構(gòu)HBM應(yīng)用邊界

JEDEC固態(tài)存儲協(xié)會近期宣布，接近完成SPHBM4標(biāo)準(zhǔn)制定（"SP"即"Standard Package"標(biāo)準(zhǔn)封裝）。作為HBM4的衍生技術(shù)，SPHBM4沿用了與HBM4完全一致的DRAM芯片與堆疊架構(gòu)，在單堆棧容量上保持同等水平，核心差異在于接口基礎(chǔ)裸片（Interface Base Die）的設(shè)計(jì)優(yōu)化——可直接搭載于標(biāo)準(zhǔn)有機(jī)基板，而非傳統(tǒng)HBM4依賴的硅基板，徹底改變了HBM的物理集成方式。

在性能參數(shù)方面，HBM4堆棧采用2048位接口，較此前1024位接口實(shí)現(xiàn)翻倍，這是自2015年HBM技術(shù)問世以來的最大突破；而SPHBM4則將單堆棧接口位數(shù)降至512位，通過提升工作頻率與采用4:1串行化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了與HBM4相當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)傳輸速率，同時放寬了有機(jī)基板所需的凸點(diǎn)間距，降低了封裝難度。更重要的是，有機(jī)基板布線賦予SPHBM4更長的SoC到內(nèi)存通道支持能力，使其能夠通過增加堆棧數(shù)量進(jìn)一步提升總內(nèi)存容量，為高容量需求場景提供了新的解決方案。

值得強(qiáng)調(diào)的是，SPHBM4絕非"低成本版HBM"或"降配替代方案"，其存儲核心性能與HBM4一脈相承，核心價值在于打破了HBM"高價、僅限AI加速器專用"的應(yīng)用局限。隨著標(biāo)準(zhǔn)落地，HBM技術(shù)有望拓展至CPU、網(wǎng)絡(luò)芯片、云端ASIC等更多場景，推動市場規(guī)模實(shí)現(xiàn)實(shí)質(zhì)性擴(kuò)容。對于SK海力士、三星電子、美光三大存儲巨頭而言，SPHBM4與現(xiàn)有HBM共用DRAM芯片的特性，使其能在保持高端技術(shù)競爭力的同時，收獲新增市場需求，而封裝制約的緩解也將讓大規(guī)模穩(wěn)定供應(yīng)能力轉(zhuǎn)化為新的競爭優(yōu)勢。

02

HBF：高帶寬閃存開啟容量競賽新篇章

HBF（High Bandwidth Flash，高帶寬閃存）結(jié)構(gòu)與堆疊DRAM芯片的HBM類似，是一種通過堆疊NAND閃存而制成的產(chǎn)品。與DRAM相比，NAND閃存的容量密度優(yōu)勢顯著，相同占用空間下，NAND容量可達(dá)DRAM的10倍，這一特性完美契合AI場景對大容量存儲的迫切需求。HBF通過硅穿孔（TSV）技術(shù)實(shí)現(xiàn)多層NAND芯片垂直堆疊，采用先進(jìn)3D堆疊架構(gòu)與芯片到晶圓鍵合技術(shù)，構(gòu)建了密集互連的存儲結(jié)構(gòu)。

在性能與容量平衡上，HBF展現(xiàn)出突出優(yōu)勢：每個封裝可堆疊多達(dá)16個NAND芯片，支持多NAND陣列并行訪問，帶寬可達(dá)1.6TB/s至3.2TB/s，與HBM3處于同一水平；同時，HBF以相近成本實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)超HBM的容量——單堆棧容量最高可達(dá)512GB，8個堆棧即可實(shí)現(xiàn)4TB總?cè)萘浚�是HBM的8-16倍。此外，HBF打破傳統(tǒng)NAND設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)獨(dú)立訪問的存儲器子陣列，超越傳統(tǒng)多平面方法，進(jìn)一步提升了并行訪問能力與吞吐量。

不過，受限于NAND閃存的固有特性，HBF延遲高于DRAM，因此更適用于讀取密集型AI推理任務(wù)，而非延遲敏感型應(yīng)用。盡管尚未量產(chǎn)，但HBF已吸引產(chǎn)業(yè)巨頭紛紛布局：2025年2月，SanDisk率先推出HBF原型并成立技術(shù)顧問委員會；同年8月，SanDisk與SK海力士簽署諒解備忘錄，推進(jìn)規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)化與生態(tài)建設(shè)，計(jì)劃2026年下半年交付工程樣品，2027年初實(shí)現(xiàn)商用；三星電子已啟動自有HBF產(chǎn)品的概念設(shè)計(jì)，Kioxia在2025年FMS上展示了單模塊容量5TB、帶寬64GB/s的原型產(chǎn)品；國產(chǎn)廠商亦不甘落后，目前也正在切入HBF市場，其產(chǎn)品契合AI"云-端協(xié)同"趨勢，為端側(cè)AI推理提供高帶寬、大容量支撐，助力AI終端應(yīng)用落地。

03

HBS存儲：終端AI的低成本高性能選擇

在HBM主導(dǎo)數(shù)據(jù)中心AI場景的同時，SK海力士針對智能手機(jī)、平板電腦等終端設(shè)備的AI算力需求，正在研發(fā)高帶寬存儲（HBS）技術(shù)，旨在攻克終端AI的存儲性能瓶頸。HBS采用垂直導(dǎo)線扇出（VFO）封裝工藝，將最多16層DRAM與NAND芯片垂直堆疊，通過直線直接連接芯片的方式，替代傳統(tǒng)彎曲導(dǎo)線連接，大幅縮短了電信號傳輸路徑（僅為傳統(tǒng)內(nèi)存的1/4以下），有效減少信號損耗與延遲，同時支持更多I/O通道。

性能層面，VFO封裝技術(shù)使HBS的能效提升4.9%，封裝厚度減少27%，僅增加1.4%的散熱量，實(shí)現(xiàn)了性能與形態(tài)的優(yōu)化平衡；成本層面，HBS無需采用硅通孔（TSV）工藝，芯片制造無需穿孔，顯著提升了良率并降低了生產(chǎn)成本，為終端設(shè)備廠商的采用提供了便利。盡管SK海力士尚未公布HBS的具體量產(chǎn)時間表，但該技術(shù)有望為終端設(shè)備帶來更強(qiáng)大的本地AI處理能力，推動AI應(yīng)用從云端向終端普及，重塑終端智能生態(tài)。

04

HMC存儲：經(jīng)典技術(shù)的差異化回歸

HMC（Hybrid Memory Cube，混合內(nèi)存立方體）由美光與英特爾聯(lián)合開發(fā)，最初旨在解決DDR3的帶寬瓶頸，其核心結(jié)構(gòu)是通過3D TSV技術(shù)將4個DRAM Die連接到堆棧底層的邏輯控制芯片。與HBM相比，HMC省去了中介層（Interposer），直接通過ABF載板實(shí)現(xiàn)互聯(lián)，結(jié)構(gòu)更簡潔，延遲更低，但帶寬能力通常弱于HBM，且對載板走線密度和系統(tǒng)級設(shè)計(jì)能力提出了更高要求。

在HBM推出并成為JEDEC行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)后，HMC曾逐漸邊緣化，美光于2018年宣布放棄該技術(shù)并轉(zhuǎn)向HBM。然而，隨著AI存儲對成本與差異化的需求日益凸顯，HMC再次進(jìn)入產(chǎn)業(yè)視野。成本與功耗維度上，HMC因無需中介層，規(guī)避了HBM因interposer和先進(jìn)封裝帶來的良率壓力，制造成本更低，供應(yīng)鏈可控性更強(qiáng)，盡管其極限帶寬和能效密度不及HBM，但功耗密度相對更高、系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜度上升的代價，在特定場景下可通過差異化優(yōu)化彌補(bǔ)。未來，HMC有望在定制化AI系統(tǒng)中找到立足之地，成為算力、存儲與先進(jìn)封裝深度融合的重要選項(xiàng)。

如今，AI產(chǎn)業(yè)正告別單一HBM主導(dǎo)的時代，邁入技術(shù)路線多元化的新階段。無論是英偉達(dá)推動的新型DRAM模組SOCAMM，還是以HBF為代表的3D NAND垂直堆疊架構(gòu)，亦或是SPHBM4、HBS、HMC等差異化技術(shù)，AI存儲的競爭核心已從單一技術(shù)性能比拼，轉(zhuǎn)向成本、量產(chǎn)能力與系統(tǒng)級整體效率的綜合較量。

未來市場格局將呈現(xiàn)清晰的差異化分工：HBM仍將主導(dǎo)通用AI加速卡與高端HPC場景，憑借極致帶寬滿足核心算力需求；SPHBM4將拓展HBM的應(yīng)用邊界，滲透至更多通用計(jì)算場景；HBF將在AI推理等大容量、高帶寬需求場景占據(jù)優(yōu)勢；HBS將賦能終端AI設(shè)備，推動智能終端普及；HMC等定制化方案則將在特定AI系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)差異化落地。隨著各類技術(shù)的持續(xù)迭代與生態(tài)完善，AI存儲賽道將迎來更為激烈的競爭與創(chuàng)新，為AI產(chǎn)業(yè)的持續(xù)爆發(fā)提供堅(jiān)實(shí)支撐。

       原文標(biāo)題 : HBF、HMC等四大存儲，誰能力敵HBM