内存最常见的新闻就是跟景气循环写在一起。但近期，内存大厂开始占据外媒科技版首页，并跟一组关键字有紧密的连动──HBM。
HBM是高频宽内存，作为重要的供应商，海力士2023年的股价攀升86%、美光更大涨近70%。背后主要的原因，还是离不开AI，甚至离不开英伟达（NVIDIA）。
到底什么是HBM，为什么在AI时代成为众人追捧的关键？
HBM是什么？跟传统DRAM有什么不同？
简单来说，越强的AI处理器，需要越强的内存。
美光副总裁暨运算与网路事业部运算产品事业群总经瓦伊迪亚纳坦（Praveen Vaidyanathan）指出，芯片性能表现与内存的频宽和容量成正相关，随着大语言模型（LLM）参数量增加，也需要更高频宽内存，AI处理器才能顺利运行。
HBM相较传统DRAM为高频宽内存。高频宽就好比是高速公路，道路越宽可承受的车流量就越大，换句话说频宽越高，内存能运送的资料量就越大。《SemiAnalysis》指出，光GPT-4就含1.8兆个参数，想应用AI，就必须搭配像HBM这样容量更大、存取更快速的内存，让参数可以轻易被传输与储存。
HBM是由大众所熟知的DRAM（动态随机存取内存）堆叠，再通过3D IC先进封装而成。如同盖积木般，透过先进封装将DRAM做3D立体堆叠，加大频宽与储存空间，与一般DRAM之间并不存在取代关系，而是因为应用需求的不同，衍生出的技术。
技术听起来简单，然而却有不少须突破的技术障碍。瓦伊迪亚纳坦指出3项技术难点：
首先，是厚度。HBM厚度仅能为人类头发的一半，意味着每一层DRAM的厚度都必须控制，研磨必须相当精细。瓦伊迪亚纳坦指出：一旦堆叠层数越多，DRAM就必须做的更薄。在这样的状况下，企业必须拥有更先进的DRAM制程才可能达成。
其次，是晶圆堆叠的精准度。HBM的封装是将每一片DRAM晶圆叠齐后再做切割，切割下来的晶粒就是HBM。不过，制造商为让堆叠更薄，会在硅晶圆上穿孔并以金属物质填满，用以通电，借此取代传统封装的导线架。这样的打洞技术则称为硅穿孔（TSV, Through Silicon Via）。
倘若是堆叠4层的HBM，从晶圆堆叠切割前开始，就必须精准对齐硅穿孔（TSV），切的时候也不能移位，否则不能导电。瓦伊迪亚纳坦说。由于硅穿孔仅略大于细菌尺寸，需要非常精细的工艺才能做到。
第三，就是堆叠后的散热问题。HBM之所以被发明，来自于芯片商希望能将内存和处理器，包含CPU和GPU，全都包在一颗IC中。如此一来，内存与处理器的距离变得比之前近很多，散热问题更需要被解决。综合三点来看，封装技术的重要性更甚以往。
HBM的应用有哪些？除了AI服务器，还有哪些也会用到HBM？由于技术难度高，成本也相对高昂。早在2013年HBM就已经诞生，当时AMD找上海力士共同研发第一代HBM，却因价格太贵而鲜少被芯片业者采用，直至今日才因为AI应用而崛起。
芯片业者分析，虽然越先进的HBM价格越高，但只要效能够好、够省电，厂商当然愿重本采用，不然黄仁勋要怎么喊出买越多、省越多的口号。
那么，HBM市场在哪呢？目前来看，AI服务器会是HBM最重要的市场，美光以及海力士的HBM3e已通过辉达的验证，市场更盛传辉达已支付数亿美元的预付款以确保供应。瓦伊迪亚纳坦指出：AI服务器所需要的内存量，是传统服务器的5～6倍。
美光副总裁暨运算与网路事业部运算产品事业群总经瓦伊迪亚纳坦告诉记者，GPU的性能表现与内存的频宽和容量成正相关
除此之外，未来自驾车市场也是HBM重要的应用场景。Mordor Intelligence在10月出版的一份报告中表示，自驾车与ADAS（自动驾驶辅助系统）正在推升HBM的需求。从这个情况看来，AI服务器＋车用的HBM市场需求，可能将长达10年。
HBM背后的内存厮*战！海力士市占最高、美光靠技术抢市在这样的情况下，HBM也成为内存巨头的最新战场。集邦科技指出，作为先进者的海力士，在2022年拿下近全球近5成HBM市占夺冠，居次的三星占4成、美光占1成。《BusinessKorea》报导，三星将在2024年积极扩产HBM以追上海力士脚步。而看似落后的美光，希望在HBM战局中，用技术吹响反攻号角。
如同台积电的3、5纳米，DRAM也有制程迭代，排序为1y、1z、1α（1-alpha）、1β（1-beta）和1γ（1-gamma），其中1β是当前已量产的最先进内存，1γ则还未量产。若进一步比较，最新一代的HBM3e，三星采用的是1α制程，海力士与美光皆用1β制作，于技术上领先三星。投资银行分析师指出，美光是希望借着HBM技术领先，抢攻市场龙头。
HBM是将DRAM内存层层堆叠后所做出来的高频关内存，能储存大量资料，并达到更快的传输效率
不过，HBM目前最大的挑战是良率。
日本微细加工研究所所长汤之上隆于1月的专栏指出，虽然HBM技术门槛较高，但其售价比DRAM高出10倍以上，商业诱因充足。因此，即便HBM的良率低于50%，仍是内存制造商无法轻易放弃的市场。
集邦科技则进一步指出，下一代的HBM预计将于2026年推出，堆叠层数也会自现有的12层增加至16层，2027年有机会问世，届时先进封装技术和良率角色将更为吃重。
全球内存市场长久以来三分天下，HBM受到重视后则开启全新战局，甚至可能扭转局势。在先进技术优先、成本其次考量的AI时代，内存比起以往将扮演更重要的角色。
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