在过去二十年中,处理器性能持续快速提升,而内存性能的增长则相对较小。这一差距导致了「性能落差」,形成了限制高性能处理器的存储瓶颈。这项挑战在人工智能计算领域尤為严峻。堆叠技术允许将多个内存芯片垂直堆叠,显著提升数据传输频宽与存储密度。这已成為突破DRAM性能瓶颈及满足未来计算需求的关键解决方案。
高带宽堆叠DRAM的定义
高带宽堆叠DRAM依赖於堆叠技术。其為一种先进封装集成解决方案,通过TSV和混合键合等封装级堆叠工艺,实现多层内存芯片的立体互连。凭藉超宽总线和堆叠结构,该技术可交付高容量、高带宽内存性能,有效缓解处理器与内存间的带宽瓶颈,实现人工智能应用集成度、性能与能效的同步提升。目前,HBM和堆叠晶圆是实现高带宽堆叠DRAM的两条技术路径。HBM通过TSV和微凸点互连技术堆叠多个DRAM裸片层,实现超高带宽,支持跨层并行数据传输。堆叠晶圆通过混合键合技术将逻辑晶圆与DRAM晶圆垂直堆叠,支持近存计算,实现更高带宽和更低功耗。
全球高带宽堆叠DRAM市场规模分析与预测
在人工智能產业的爆发式增长推动下,高带宽堆叠DRAM市场增速将显著超越DRAM整体市场。按收入计,全球高带宽堆叠DRAM市场规模由2021年的人民币123亿元增长至2025年的人民币2,176亿元,复合年增长率為105.1%。在人工智能技术创新和应用场景的扩张推动下,预计2025年至2030年全球高带宽堆叠DRAM市场规模将以26.2%的复合年增长率快速增长至人民币6,969亿元。
高带宽堆叠DRAM行业市场驱动力及趋势
人工智能算力需求激增驱动市场需求
生成式人工智能与大模型技术正推动全球算力需求攀升。自2024年至2029年间,全球算力预计将增长两倍,人工智能服务器出货量将翻番。高带宽、低延迟的内存对人工智能训练和推理至关重要。凭藉高带宽与低功耗特性,高带宽堆叠DRAM已成為人工智能服务器的核心组件,使得人工智能服务器能够快速存取和处理海量数据,加速训练与推理进程。
本土化发展
目前,高带宽堆叠DRAM的供应由国际企业主导。随着国际贸易衝突加剧高带宽堆叠DRAM供应问题,中国正在通过不断增加研发投入以及政策鼓励推动高带宽堆叠DRAM的本土化发展。近期多家本土DRAM企业已公佈高带宽堆叠DRAM的研发成果。预计本土高带宽堆叠DRAM研发将在不久的将来实现突破。