HBM产业链梳理:AI算力背后的核心主线
“千帆过尽,不在风速,而在风势。”
AI这场竞赛,拼的早就不只是算力芯片的性能,而是谁能让数据“跑得更顺”。HBM——高带宽内存,就是那条让AI算力真正流动起来的“信息高速路”。
一、HBM到底是什么
简单讲,HBM是一种为GPU、AI芯片量身打造的高性能内存。它的思路跟传统内存完全不一样:别人追求单通道速度,它追求的是多通道同时传输 。
想象一下,HBM直接把整座城市的立交桥搬进芯片里,虽然单车速度没变,但车流量成倍提升。
实现这一点,靠的是三个关键技术:
一是3D堆叠 ,把一层层内存芯片垒起来;
二是硅通孔(TSV,一种垂直互联通道) ,相当于每层之间的“电梯通道”;
三是硅中介层(Interposer,用于芯片高速互连的薄硅片) ,让HBM和GPU贴得更近、沟通更快。
结果就是——单位面积更小、带宽更高、功耗还更低。
从2015年第一代问世到现在的HBM3E,再到正在准备量产的HBM4,这十年间它的性能提升了近十倍。HBM3E已经是AI训练的主流配置,而HBM4预计从今年年底到明年间逐步放量,带宽有望继续翻倍,能效预计提升40%以上。
二、HBM市场格局
HBM可不是消费级内存,它的门槛高、工艺复杂、价格贵,所以整个市场几乎被三家公司掌控。
SK海力士 :HBM的技术领跑者,率先量产HBM3和HBM3E,市占超过一半。英伟达的H100、H200几乎都用它家的产品。
三星电子 :紧随其后,HBM3E已打进AMD、Google Cloud等客户。
美光科技 :起步稍晚,但凭借良率与成本优势快速追赶,也获得了英伟达认证,做到了后发先至。
机构预测,全球HBM市场规模去年约170-293亿美元,2030年将有望达到近千亿美元,市场普遍预期未来五年年均增速将维持在30%以上。摩根大通近日发布内存市场研究报告称,HBM(高带宽内存)市场供需紧张将持续至2027年,该市场在供需紧张、技术迭代与AI需求共振下持续扩容,SK海力士与美光凭借技术和产能优势领跑,主权AI浪潮则为行业增长注入新动能。
换句话说,每卖出一块高端AI GPU,背后至少要用上四到六颗HBM芯片。它已经不是“配件”,而是算力生态中附加值最高的核心组件之一。
三、HBM的“买家俱乐部”
最大的买家,就是那几家AI巨头。
英伟达 :A100、H100、H200到即将推出的B200,全系采用HBM。以公开配置为例,H100(HBM3)带宽约3.0–3.3TB/s ;新一代H200(HBM3E)带宽进一步提升 ,单颗GPU最高可搭载约192GB HBM3E 。
AMD(超微半导体) :MI300系列带宽高达约5TB/s 。
Intel(英特尔) :Gaudi系列AI加速卡也在使用HBM。
云服务商 :AWS的Trainium、Google的TPU、微软Azure的MAIA,都将HBM作为主流配置。
四、HBM都用在哪
HBM的优势在于“带宽换效率”,所以它的主战场只有一个方向——重负载计算 。
AI训练和推理 :
大模型训练要搬动的数据量惊人,传统显存根本吃不消。HBM让GPU“吃得快、跑得稳”。
高性能计算(HPC) :
气象模拟、药物筛选、基因计算……这些超算任务都离不开HBM。目前TOP500超算体系中,采用HBM的机型占比持续提升 ,在高负载场景已成主流配置方向。
云计算与数据中心 :
渲染、视频处理、AI推理、数据库分析,HBM的能效优势让云厂商在同等算力目标下可显著降低能耗 (具体幅度因平台与负载而异)。
视觉渲染与专业图形 :
工业设计、8K视频编辑等场景,也越来越依赖HBM。
通信与网络设备 :
高端交换机、智能网卡开始采用HBM缓存,未来AI交换机可能都会配。
AI算力不再只是“算得多”,而是“算得快、算得稳”,HBM正是实现这一切的底层引擎。
五、产业链投资逻辑
如果说光模块是带宽的高速公路,那HBM就是AI芯片的粮仓。
它的核心价值在于为GPU提供更高的存取带宽与更低的功耗,是算力体系中最具确定性的效率提升路径之一 。
从产业链结构来看,HBM大致分为四个关键环节:封测、基板、材料、设备。
封装与测试 :负责芯粒堆叠、互连和高密度检测,是实现量产的核心工艺。
基板 :当前主流是ABF载板,未来将逐步过渡到玻璃基板。
材料 :包括封装胶材、互连介质与填充材料。
设备 :覆盖晶圆堆叠、键合、测试与切割等核心环节。
当前国内最有确定性的突破口在先进封装与测试 。这个环节技术门槛高、验证周期长、客户粘性强,是国产厂商最早能兑现业绩的方向。
从出货节奏看,HBM正进入指数级增长阶段 :行业测算显示 ,2024年约15万片、2025年60万片、2026年150万片、2027年或突破400万片。这不是线性增长,而是AI算力扩张带来的乘数效应。
A股里能和HBM搭上关系的公司不少:
· 封测 :通富微电、长电科技、长川科技、深科技、太极实业
· 封装材料 :宏昌电子、圣泉集团、联瑞新材、德邦科技、凯华材料、山东华鹏、东材科技、壹石通、华海诚科、安集科技、华特气体
· 封装载板 :中京电子、兴森科技、华正新材、深南电路、凯盛科技、彩虹股份
· ** 制造与控制芯片**:雅克科技、澜起科技
· 设备检测(含工艺装备) :赛腾股份、亚威股份、芯碁微装、华峰测控、精测电子、北方华创、中微公司、华海清科、芯源微、盛美上海、拓荆科技、万业企业
· 工艺技术 :晶方科技、华天科技、大港股份、沃格光电
· 分销渠道 :香农芯创、雅创电子
· 散热与连接 :立讯精密、得润电子、兆龙互连
简单说,HBM出货量每上一个台阶,整条供应链的利润弹性就具备进一步释放的空间。
六、挑战与前景
HBM的门槛高,也贵。
它的工艺复杂、良率低,一旦有一层出问题就可能整颗报废。当前先进封装产能主要集中在台积电和三星,形成瓶颈。此外,多层堆叠带来的高热密度,也迫使产业链加快发展液冷和微流控等散热方案。
但正因为难,HBM的稀缺性反而更有价值。
未来几年,它会沿着三条主线前进:性能继续飞跃(HBM4带宽翻倍、能效提升)、成本逐步下降、应用范围扩大。
每一轮AI基础设施扩张,都是HBM新一轮成长周期的起点。
流水不争先,争的是滔滔不绝。