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全球存储技术竞逐:HBM、CXL、HBF等群雄并起

作者: 预见大模型 HBM AI芯片 #AI芯片 #HBM

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随着AI算力的爆发和全球数字化进程的加速,存储技术已经不再是“后台”的默默支持者,它正以一种前所未有的速度,成为技术竞争的前沿阵地。

移动设备的每一次性能突破、数据中心存储需求的每一次攀升,都在为这一行业注入新的活力。而这一切背后,存储技术正悄然迎来一场史诗级的技术革命。从高带宽内存(HBM)到低功耗内存(LPDDR),从图形内存(GDDR)到下一代CXL架构,各大厂商早已集结,踏上了这场决定未来算力格局的征途。

当前,AI驱动的存储需求犹如引爆火药桶,推动着存储行业迎来技术迭代的密集期。市场的动荡并非一时的暴风雨,而是一场持续多年、远远超出预期的技术革命。

在这场比赛中,谁将成为技术创新的赢家,谁将主宰未来的算力主权?

HBM  :AI算力的加速引擎

高带宽内存(HBM)在近年来的技术演进中,已然成为AI算力的基石,尤其在AI加速器和高性能计算(HPC)芯片中扮演着至关重要的角色。HBM凭借其3D堆叠技术,将超高带宽和低功耗巧妙融合,使其成为高效能计算和数据传输的必备组件。

2024年,SK海力士率先完成了HBM 3E的量产,并供应给英伟达等巨头,成为全球技术布局的先锋。美光、三星等企业紧随其后,正在加大研发力度,目标抢占更大的市场份额。

2025年,SK海力士的HBM 3E不仅实现了量产,还向英伟达的下一代平台提供关键存储器。美光也加速向客户交付HBM 3E产品,预计2025年将获得数十亿美元的收入。三星也紧随其后,通过英伟达HBM3E 12层芯片质量认证,计划在未来扩展其HBM产品的供应能力。虽然竞争激烈,但SK海力士的先发优势仍然难以撼动,未来的市场大概率将仍由其主导。

与此同时,HBM4的标准正在进入市场。2025年,JEDEC(联合电子设备工程委员会)正式发布了HBM4的技术标准,带宽提升至每秒2TB,并引入低电压选项,进一步推动了AI算力的进阶。HBM4预计将大幅提升内存带宽,支持更高效的AI计算与推理,成为未来一代高性能计算的关键技术。SK海力士、美光和三星三大巨头已在加速布局HBM4技术,预计将在2026年迎来量产高峰。随着对AI和数据中心需求的激增,HBM4将成为AI领域发展的核心推动力,进一步巩固高带宽内存在存储技术中的战略地位。

CXL:重构内存架构,突破“内存墙”

随着人工智能、大数据和机器学习等应用需求的剧增,传统的内存架构面临着日益严重的瓶颈问题——内存容量、带宽和处理能力的增速远远滞后于处理器的扩展速度。为了突破这一“内存墙”(指内存的带宽和容量增长速度跟不上处理器的提升速度),CXL(计算扩展链接)技术应运而生。作为一种高速、开放的互连协议,CXL技术为数据中心和高性能计算提供了新的解决方案,打破了处理器与内存之间的壁垒。

CXL的最大优势在于其内存池化的能力,可以通过优化内存架构、提高数据传输速率和减少延迟,从而提升系统的整体性能。三星、SK海力士等巨头在CXL领域的布局加速,尤其是三星在2025年推出的CXL 3.0技术,为数据中心的内存架构提供了更灵活、高效且经济的选择。随着CXL技术逐渐商业化,我们有理由相信,CXL将成为未来数据中心内存架构的核心。

HBF:闪存和内存的结合体

对于存储行业来说,如何提升存储器的容量与带宽,同时降低能耗,一直是一个绕不开的难题。闪迪的HBF(高带宽闪存)技术,正是这一问题的解决方案。HBF技术通过将NAND闪存芯片与逻辑芯片堆叠在一起,不仅提升了存储带宽,还在容量和能效上做出了显著的突破。尤其是在AI推理场景中,HBF技术正逐步弥补了传统内存与闪存之间的性能鸿沟。

尽管HBF技术仍处于研发阶段,但闪迪已经与SK海力士签署合作协议,旨在共同推动HBF技术的标准化和市场化。预计到2027年,基于HBF的AI推理设备样品将正式上市,届时这一创新技术将成为AI领域的重要组成部分。

LPDDR与GDDR:各取所需,分别为战

存储市场的技术创新不止于AI和数据中心领域。在移动设备与图形计算领域,LPDDR(低功耗双倍数据率内存)和GDDR(图形双倍数据率内存)也各自迎来了升级。LPDDR5X已经在AI手机、车载智能系统中占据了主流地位,数据速率最高可达10.7Gbps,功耗效率提升了25%。与此同时,LPDDR6的标准也已经面世,带来了更低功耗、更高带宽的特性,预计将进一步推动移动设备的智能化发展。

而在图形计算领域,GDDR7的出现意味着图形显存的性能迎来一次飞跃。GDDR7不仅在带宽和能效上优于前代产品,还能够满足越来越复杂的图形渲染与AI计算需求。

存储厂商的未来之路:技术、生态与布局的角逐

目前,全球存储厂商正在加速技术迭代,从HBM到LPDDR,从GDDR到CXL,各大厂商通过加大研发投入、扩张产能、合作共建等方式,力图占领技术高地。然而,技术布局的竞争并非单纯的“硬碰硬”。在这个多赛道并行发展的阶段,生态合作与战略布局显得尤为重要。

SK海力士凭借其先发优势,在HBM3E与HBM4领域占据了主导地位,而三星和美光则依托强大的研发实力,通过不断突破技术瓶颈,追赶其步伐。同时,CXL技术和HBF技术的逐步落地,将为这些厂商提供全新的市场机会,进一步推动存储产业的多元化发展。

未来几年,我们将看到更多存储厂商在新技术的赛道上展开激烈的角逐,而存储技术的进步无疑会成为整个IT产业加速演进的驱动力。

国产化机会

HBM作为AI芯片的核心存储形态,为GPU提供了高带宽和低功耗,是算力体系中提升效率的关键。目前,国产厂商的突破点在先进封装与测试 环节,这一技术门槛高、壁垒稳,是国产化最快实现的方向。

随着算力需求的爆发,HBM的出货量正在呈指数级增长,国内厂商有望在技术成熟后实现突破,进入全球竞争主流。

根据算力需求爆发→先进封测兑现 →材料与设备协同成长→国产替代开启的逻辑链推测,未来,随着技术的不断进步,国内厂商如兆易创新、通富微电、澜起等都将有机会在存储产业链中占据重要位置。

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