近日,号称“HBM之父”的韩国金正浩称:将于明年商业化的下一代NAND闪存产品高带宽闪存(HBF)将在大约10年内超越人工智能半导体核心组件的高带宽存储器(HBM)市场。
世界变化很快,技术的进步也在飞速发展,HBM尚未完全普及,但随着人工智能的思考和推理能力变得越来越重要,高宽带闪存(HBF)将成为下一代产品的核心技术之一。
关于HBF(高带宽闪存),目前公开的权威技术细节和市场数据有限。根据现有的行业分析和预测,其核心是在成本和功耗可控的前提下,为AI系统提供海量的存储容量,可以理解为AI存储系统中的“容量担当”。
从技术上来说,HBF是一种借鉴HBM的3D堆叠架构,但用NAND闪存替代DRAM作为核心介质的新型存储器。它利用类似HBM的硅通孔(TSV)技术进行垂直堆叠,并通过底层逻辑芯片与GPU/处理器高速互联。
但需要特别指出的是,HBF并非HBM的替代品。其旨在与HBM形成互补的分层存储架构:HBM处理高速、实时的“热数据”(如GPU正在计算的数据),而HBF存储大量“温冷数据”(如AI模型参数、历史数据),为HBM提供“弹药库”。因而,可以简单理解为HBF是HBM的“容量补位者”!
HBF的设计融合了多种技术,其核心思路是在HBM的高速互联框架内,置入NAND的容量优势。HBF通常由底部的逻辑芯片和上方多层堆叠的高性能NAND闪存芯片构成。各层通过硅通孔(TSV) 实现垂直电气连接,这是其实现高带宽的关键。
从目前已知的参数来看,单颗HBF堆栈的目标容量可达512GB,8颗组合可达4TB,是同成本下HBM容量的8-16倍。目标带宽在1.6 TB/s至3.2 TB/s之间,虽不及最先进的HBM,但远超传统SSD,能满足数据从HBF到HBM的快速供给需求。
更为关键的是,HBF依托成熟的NAND产业链,其单位容量成本远低于HBM,约为HBM的七分之一。同时,NAND无需持续供电刷新,静态功耗更低。
与HBM类似,HBF的诞生也主要受AI发展的驱动,其核心场景是AI推理。当运行大语言模型时,海量的模型参数(权重)需要常驻内存。HBM容量有限且昂贵,HBF可作为经济高效的“参数仓库”,按需将数据传输至HBM供GPU计算。此外,也可能应用于需要处理超大数据集的高性能计算,以及未来需要本地运行大模型的高端智能手机、AI PC等边缘设备。
当然,从市场规模来说,HBF还未正式商用,当前基本处于市场的启动阶段。而根据行业分析预测,到2030年HBF市场规模约为120亿美元。这大约是同期HBM(约1170亿美元)预测规模的10%,作为新兴市场,起点很高。但从长期来看,正如“HBM之父”金正浩教授预测,2038年起,HBF的市场需求将超过HBM。其逻辑是,未来AI的思考和推理需要处理的数据量激增,对容量的渴求将超过对极致带宽的追求。
目前,全球存储巨头已开始布局HBF,但进展和策略各异。闪迪和SK海力士作为先行者,正在合作推动HBF技术标准化,计划在2026年下半年推出首批样品。三星虽然态度谨慎,但凭借其全产业链优势,随时可能后发制人。铠侠则选择差异化竞争路径,试图在某些特定性能指标上取得领先。可以预见,在未来几年,技术标准的统一、与GPU厂商的深度适配以及量产良率的控制,将是决定HBF能否如期腾飞的关键。
相比国际存储巨头,中国在该领域处于早期布局和技术跟随阶段,尚未有厂商推出成熟的HBF产品,但正通过相关技术积累和产业链协同寻求切入点。但鉴于中国在HBM产业链中已取得部分突破,这些技术具有向HBF迁移的潜力。
在封装材料上,华海诚科的颗粒状环氧塑封料(GMC)已通过SK海力士认证,可用于HBF封装。而技术难度较高的前驱体材料,雅克科技已为国际巨头供应HBM用前驱体材料。而在先进封装上,长电科技、通富微电等在2.5D/3D先进封装(如混合键合)领域有技术储备。制造设备上,北方华创的TSV刻蚀机等设备可用于3D堆叠制造。
特别值得一提的是,以华为为代表的厂商在打造国产算力生态,其昇腾AI芯片搭载自研高速内存,并通过软件和互联协议优化系统性能,这可能是另一条降低对外部存储技术依赖的路径。
因此,总体来说,HBF作为一项为AI推理而生的新的存储技术,其瞄准的依然是AI时代的“容量墙”问题。虽然国际存储巨头在核心专利和标准制定上先行一步,但也并未量产;中国厂商在已有的材料、封装等环节的基础之上,依然具有赶超的可能;当然,当前更重要的是将HBM的技术和生态夯实,并借助庞大的本土AI应用市场,在生态和应用层面寻找差异化突破点。
本站是社保查询公益性网站链接,数据来自各地人力资源和社会保障局,具体内容以官网为准。
定期更新查询链接数据 苏ICP备17010502号-11