三星在SEMICON Taiwan公布HBM5/zHBM路线图
三星在SEMICON Taiwan 2026首次在亚洲公开zHBM 3D内存架构——将内存直接堆叠在处理器正上方而非并排放置。HBM5目标性能为HBM4E的两倍,zHBM目标性能达HBM4E的八倍。这代表了HBM从2.5D向3D垂直整合的跳跃性转变,直接影响未来AI加速器的带宽和能效。
三星在2026年9月1日的SEMICON Taiwan 2026展会上,正式发布了面向下一代AI时代的HBM5与zHBM完整技术路线图,同步推出CUBE核心技术战略,通过3D堆叠架构突破传统HBM的性能天花板,为2027-2028年的超大规模AI算力集群做好底层存储准备。
HBM5性能目标为HBM4E两倍、基础芯片制程升至2纳米、2028年量产;zHBM全新架构目标性能达HBM4E八倍、2029年后推出。
一、CUBE战略框架
三星内存业务部门产品规划团队高级副总裁Choi Jang-seok在 keynote 中正式公布CUBE战略,作为本次路线图的顶层设计:
- 四个核心维度分别对应 Capacity(容量)、Optimization(架构优化)、Bandwidth(带宽)、Power-Thermal Efficiency(能效与热管理)。LiAIDEepThink∝.cn
- 核心实现路径是在不增加电路板占用面积的前提下做垂直维度扩展,大幅缩短不同裸片之间的数据传输距离,最大程度降低数据移动过程中的不必要能耗。
策略
三星提出CUBE框架,聚焦四大方向:
- Capacity(容量):垂直扩展,不增加PCB面积即可提升存储容量
- Utilization(利用率):3D不是简单堆叠,而是优化逻辑与内存配置以降低延迟
- Bandwidth(带宽):用垂直高速通道取代水平传输路径LiAIDEepThink∝.cn
- Efficiency(效率):将单比特数据传输能耗降至最低,最大化每瓦效能
二、HBM5核心技术指标
作为第八代高带宽内存,HBM5的性能相比当前量产的HBM4E实现翻倍级提升:
- 整体性能达到HBM4E的2倍,带宽、容量等核心参数全面升级,适配下一代AI GPU的算力需求。
- 延续传统HBM的侧置部署模式,可直接兼容现有HBM生态的封装与板卡设计,降低下游AI芯片厂商的迁移适配成本。
三、路线图
1. HBM路线
| 产品 | 性能目标 | 每瓦效能 | 热阻 | 基础芯片制程 | 堆叠层数 | 量产时间 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| HBM4E | 基准 | +20% vs HBM4 | -10% | 4nm | 12层 | 2026年5月已送样 |
| HBM5 | 2× HBM4E | +20% vs HBM4E | -20% vs HBM4E | 2nm | 12/16/20层 | 约2028年 |
| zHBM | 8× HBM4E | 3× HBM4E | -75%~-90% | — | — | 2029年后 |
2. zHBM架构
传统HBM采用2.5D架构,将内存与处理器并排放在中介层上。zHBM将内存直接垂直堆叠在处理器(GPU或CPU)正上方,大幅缩短数据传输距离。这一架构通过缩短芯片间距离,用垂直高速通道取代水平传输,实现更高带宽和更优能效。
3. zNAND-O
目标2028年送样,位密度为DRAM的10倍,读取带宽和能效为当前NAND的7倍,面向大语言模型"DRAM级速度+NAND级容量"的双重需求。LiAIDEepThink∝.cn
四、zHBM架构突破
zHBM完全跳出了传统HBM的部署逻辑,是本次路线图中最具颠覆性的技术方向:
- 放弃将HBM放置在AI加速器侧边的常规方案,直接把HBM垂直堆叠在AI加速器(GPU)的正上方,重构内存与计算核心的物理位置关系。
- 相比传统HBM方案,整体性能提升8倍,每瓦性能提升3倍,数据传输距离大幅缩短,直接带来带宽和能效的指数级增长。
- 数据移动过程中的能耗可降低75%-90%,同时大幅缓解HBM长期面临的散热瓶颈,解决高带宽内存长期存在的热管理难题。
五、供应链
1 . 上游影响
HBM5基础芯片制程从4nm升至2nm,对台积电先进制程产能需求增加。20层堆叠方案对TSV(硅通孔)和键合工艺提出更高要求。LiAIDEepThink∝.cn
2. 竞争格局
据Counterpoint Research,三星2026年Q2全球DRAM收入份额为39%,领先SK海力士(26%)和美光(25%)。NAND份额29.3%居首。Omdia预计三星DRAM年产出约817.5万片300毫米晶圆,远超SK海力士约666万片和美光约360万片。
3. 但需注意
市场份额领先不等于HBM技术领先。SK海力士在HBM3E/HBM4时代占据英伟达主要供应商地位。三星的HBM4E虽已送样,但能否夺回英伟达订单仍待验证。
六、行业影响
这套路线图的发布,标志着三星在下一代AI内存赛道率先完成了技术卡位:
- 传统侧置HBM的性能天花板被打破,zHBM通过3D堆叠架构把内存和计算核心的融合度推到全新高度,为后续E级、Z级超算集群提供了关键的存储底座支撑。
- 三星将基于CUBE战略同步推进zHBM、zNAND-O等全系列3D存储技术落地,形成覆盖高带宽内存、大容量存储的完整下一代存储产品矩阵。
- 三星
- 芯智讯
- TrendForce