2026年第二季度,SK海力士HBM相关业务的营业利润率达到了76%——这个数字盖过了英伟达和台积电,放在整个半导体行业里都极为罕见。
在高利润的驱动下,三星、SK海力士、美光三家巨头不仅吃掉了全球HBM近乎100%的市场份额,还启动了史上最大规模的扩产,韩国甚至出台了国家级产业规划,要在五年内将本土DRAM产能翻倍。
同期,长鑫科技以约7%的全球DRAM收入份额位列全球第四,通用内存的牌桌上已经有了它的位置。
但在HBM这张更高阶的牌桌上,长鑫还没有拿到量产入场券——三星HBM4已大规模出货,SK海力士HBM4E向客户送样,长鑫的HBM3E规划2027年量产,与龙头之间大约存在着两代产品的代差。
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SK海力士HBM4E存储芯片实物外观展示
HBM赛道上的核心壁垒,不是一道两道,而是一套从技术、供应链到客户绑定的系统性壁垒。以下,逐一拆解。
技术壁垒,从堆叠到系统工程的全面挑战
HBM的本质,是把多层DRAM裸晶像盖楼一样垂直堆叠起来,再用硅通孔(TSV)打通每一层,最后通过中介层直接焊在AI芯片旁边。一颗高端HBM的带宽是DDR5的十倍以上。但把“仓库搬到桌边”这件事,工艺难度极高。
第一道坎,是先进制程的适配。HBM3E需要基于先进DRAM制程,核心节点持续微缩,HBM4更是推进到更先进的制程级别。长鑫在通用DRAM上已实现10nm级工艺稳定量产,DDR5和LPDDR5X大规模出货,但在HBM所要求的更先进制程迭代上,仍需时间爬坡。
第二道坎,是3D堆叠与封装的良率噩梦。一颗HBM需要把8层、12层甚至16层DRAM裸晶精密堆叠在一起,核心工艺包括TSV高精度打孔填充、微凸点键合,以及下一代产品将导入的混合键合技术。
这些环节对精度要求极高,单一环节的工艺偏差——比如填充不均匀、键合错位、晶圆翘曲——就可能导致整颗芯片良率暴跌。三星HBM4量产初期良率不到60%,经过数月攻关才提升至接近80%,而这种良率爬坡的工艺积累,三大龙头已经做了十年以上。
第三道坎,是系统级的多物理场优化。这并不是把芯片焊上去就完事了。
当越来越多的计算单元和HBM堆叠被塞进同一个封装,电、热、力三大物理场开始高度耦合:供电网络要保证信号完整性,局部热点要控制温度梯度,机械应力要抑制晶圆翘曲,散热设计又会影响材料形变。
台积电曾公开提到,同一颗芯片放入不同系统后,晶粒边缘出现更严重崩裂,而单独元件级验证根本发现不了这类问题。这种系统级封装工程,需要design house、晶圆厂、封装厂和散热方案商同步协同,长鑫要补的,不只是一两门工艺课。
第四道坎,是专利规避。SK海力士从2013年全球首发初代HBM至今,已积累了十余年的专利布局,覆盖TSV堆叠、互连架构、良率控制全流程核心环节。三星在先进DRAM制程与封装工艺的交叉领域同样专利储备深厚。
长鑫要在不触碰现有专利墙的前提下走通整套技术路线,难度比通用DRAM时代高出不止一个量级。
供应链壁垒,产能与材料被牢牢锁死
HBM是出了名的“吃产能”。生产1GB HBM消耗的晶圆面积,大约是DDR5的3到4倍——一片晶圆用来做HBM,能得到的有效存储容量只有通用DRAM的三分之一到四分之一。这意味着,当三大龙头在2026年把25%的DRAM总投片量倾斜给HBM时,实际上挤占了更大的通用DRAM产能空间。
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更关键的是,全球DRAM晶圆产能90%以上由三家掌控,新进入者拿不到足够产能配额来支撑HBM规模化量产。
而上游的关键材料和设备同样被海外厂商独家供应:六氟化钨等核心电子特气由韩国SKSpecialty、Foosung等厂商优先绑定三大原厂;TSV封装、混合键合、高端HBM测试设备等核心装备的供应链优先级也向龙头倾斜。
长鑫虽然已建立本土化供应链体系,但在HBM专用材料和高精度设备上,仍面临采购滞后和成本劣势。
客户认证壁垒,窗口期正在关闭
英伟达、AMD等头部AI芯片厂商对HBM供应商的认证周期长达18到24个月,要求完成与GPU架构的协同设计、封装兼容性和系统级稳定性的全流程验证。当前,仅三星、SK海力士、美光三家完成了英伟达下一代Vera Rubin平台的HBM4供应商认证,没有第四家进入主力供应链。
更让人窒息的是长期合约的锁单效应。三星和SK海力士已停止签署一年期短期协议,转而签订三至五年的长期合约,部分合约甚至移除了价格上限,直接与现货市场挂钩。
三大原厂2027年全年DRAM与HBM产能已全部分配完毕,英伟达与SK海力士单家锁定的合作规模即达5000亿美元。长鑫的HBM3E规划2027年量产,届时面对的是一个产能已被瓜分殆尽、客户被长约绑定至2030年的市场——不是产品做出来就能卖得出去。
终局判断,追赶不是百米冲刺
长鑫在通用DRAM领域,用十年时间从零做到全球第四,证明了自身的执行力。
但HBM赛道与通用DRAM是两种完全不同的竞争逻辑:通用DRAM是标准化大宗商品,拼的是成本和良率;HBM是深度定制的系统级产品,需要与GPU、中介层、封装环节协同设计,下游客户切换供应商的适配和验证成本极高,新进入者几乎没有低成本替代的切入机会。
三大龙头在技术、供应链和客户绑定的三道壁垒上,形成了互相咬合的闭环:高利润支撑大规模扩产,扩产锁定头部客户长约,长约又反过来巩固了技术迭代的现金流。长鑫要突破的,不是其中某一环,而是这个闭环本身。
这场追赶,不是一场百米冲刺,而是一场装备、路线和补给都处在劣势的马拉松。
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