华为联合长江长鑫杀入全球最尖端HBM4E存储芯片

华为联合长鑫存储、长江存储进军HBM4E,以混合键合技术挑战韩美垄断,瞄准24层堆叠,打响AI存储自主化关键一役。

中国杀入HBM高端战场!华为联手长鑫存储、长江存储亮出“混合键合”杀手锏

作者高明勋,资深科技产业记者,长期深耕半导体、人工智能与全球科技竞争格局报道,以深入浅出的产业洞察和犀利的行业分析见长,多次独家披露中韩美在尖端芯片领域的战略动向,是《시사저널e》(时事周刊e)科技板块的核心撰稿人。


一场关于“高带宽内存”(HBM)的终极技术大战,正在韩国、美国与中国之间悄然打响。而这次,中国不再只是跟跑者——华为、长鑫存储、长江存储三大巨头联手,正式杀入HBM4E这一全球最尖端的存储芯片战场,目标直指20层堆叠的“混合键合”(Hybrid Bonding)技术。

说到HBM,很多人可能一脸懵。简单讲,它就是AI芯片的“超级大脑内存”。像英伟达的H100、AMD的MI300这些顶级AI加速器,全都依赖HBM提供超高速数据吞吐能力。没有HBM,AI大模型训练速度直接掉档。而目前全球能稳定量产HBM3E的,只有韩国的SK海力士和三星,加上美国的美光,这三家几乎垄断了90%以上的高端市场。

但就在2024年,风向变了。中国不再满足于低端替代,而是直接瞄准下一代——HBM4E,也就是第七代高带宽内存。更关键的是,他们准备用“混合键合”技术来实现20层甚至24层的超高堆叠。这项技术有多牛?它能让芯片之间“无缝贴合”,不用传统焊线或凸点,直接把裸芯片面对面压在一起,中间连一微米的空隙都没有。结果就是:速度更快、功耗更低、体积更小——简直是AI芯片的梦中情“存”。

而这次中国出牌的组合,堪称“国家队豪华阵容”:华为负责AI芯片设计,已经官宣明年一季度将推出新一代“昇腾950PR”AI处理器,并搭载自研HBM产品“HiBL 1.0”;长鑫存储作为中国唯一具备DRAM量产能力的公司,刚刚完成HBM3工程样品开发,目标明年量产,2027年更要冲击HBM3E;而最关键的技术外援,正是长江存储——这家在3D NAND领域早已名震江湖的中国存储巨头。

你可能不知道,长江存储早在几年前就凭借“Xtacking”(晶栈)架构,在3D NAND闪存上实现了全球首个混合键合量产,比三星、SK海力士、美光都早!现在他们正把这套经验移植到HBM领域。据业内消息,长江存储甚至在武汉的新建产线中,正在规划专门用于DRAM生产的区域,未来很可能直接为长鑫提供混合键合技术支持。

为什么混合键合如此关键?因为HBM堆叠层数越高,芯片之间的连接就越难。传统“先进MR-MUF”工艺靠凸点和填充胶连接,堆到16层还能勉强应付,但到了20层,物理厚度、信号延迟、散热问题全爆发。这时候,只有混合键合才能把芯片间距压缩到极致,同时保持高良率和高性能。国际半导体标准组织JEDEC虽然把HBM4的封装厚度上限从720微米放宽到775微米,让SK海力士决定在16层产品上继续用旧工艺,但所有人都清楚:20层是道坎,跨不过去,就别想进HBM4E时代。

业内权威分析师、TechInsights副总裁崔正东直言:“20层之后,混合键合不是‘可选项’,而是‘必选项’。现在三星可能在16层就试水,SK海力士则选择观望,但到HBM4E,三家巨头都得上。”而中国,恰恰选择在这个技术拐点全力冲刺。

不过,挑战也不小。HBM对洁净度、平整度、热膨胀系数的要求,远高于3D NAND。混合键合过程中,哪怕一颗微尘、一丝翘曲,都会导致整颗芯片报废。长江存储虽有NAND经验,但DRAM的工艺窗口更窄,良率爬坡将是一场硬仗。这也是为什么华为、长鑫、长江三方必须深度绑定——华为提供应用场景和芯片定义,长鑫负责DRAM制造,长江输出混合键合know-how,形成闭环。

更深层看,这场HBM突围战,是中国半导体“自主可控”战略的关键一环。过去几年,美国对华芯片管制层层加码,HBM正是被重点封锁的品类之一。英伟达的H20芯片之所以性能打折,就是因为被禁用高端HBM。如果中国能自研自产HBM,不仅华为的昇腾AI芯片将彻底摆脱“卡脖子”,整个国产AI生态也将获得真正意义上的“心脏”。

目前,长鑫已规划2027年量产HBM3E,而华为的HiBL 1.0虽未公布具体参数,但明确用于昇腾950PR,意味着至少达到HBM3水平。更令人警惕的是,他们并不满足于此——三方合作的目标,是2026-2028年间实现HBM4E的混合键合量产,直接对标SK海力士和三星的下一代产品。

可以预见,未来3到5年,HBM战场将从“韩美双雄”演变为“三国杀”。韩国靠先发优势和成熟生态稳守阵地,美国凭借EDA工具和设备优势持续施压,而中国则以国家意志+垂直整合+技术跳跃的方式发起强攻。这场竞赛,不仅关乎企业利润,更决定谁能在AI时代掌握算力命脉。

别忘了,长江存储的Xtacking 4.0已推进至300层以上NAND量产,5.0版本更瞄准400层。这种在垂直堆叠上的深厚积累,正是HBM混合键合最需要的底层能力。当NAND的“堆叠大师”转身支援DRAM,这场技术迁徙的威力,绝不能小觑。

总之,中国半导体正在从“能做”迈向“敢做顶尖”。HBM4E混合键合之战,或许就是中国打破存储芯片垄断的破局点。全球科技格局,正在悄然重写。