隨著 AI 模型的復雜度和數據量的增加,HBM 的重要性日益凸顯,成為高性能計算和 AI 應用的核心組件。當前,HBM 行業正處于快速發展的階段。展望未來,HBM 行業將繼續朝著更高帶寬、更大容量、更低功耗、更先進的制造工藝與封裝技術、更廣泛的散熱解決方案等方面發展。
在全球半導體產業格局深度重構的背景下,高帶寬內存(HBM)作為突破"內存墻"瓶頸的核心技術,正從專業領域走向戰略中心。中研普華產業研究院發布的《2025-2030年中國高帶寬內存行業全景調研與發展前景展望報告》指出,HBM已超越傳統存儲器件的定位,成為支撐人工智能、高性能計算、5G通信等前沿領域的關鍵基礎設施。這場由AI算力需求驅動的技術革命,正在重塑全球半導體產業鏈的價值分配邏輯。
一、市場發展現狀:AI算力需求催生的產業躍遷
(一)技術迭代加速的產業競賽
當前全球HBM市場呈現"三代同堂"的技術格局:HBM2e仍占據數據中心推理場景的存量市場,HBM3憑借1.2TB/s的帶寬成為AI訓練芯片的主流配置,而HBM3e已開始在英偉達H200、AMD MI300X等新一代加速器中量產。中研普華研究顯示,技術迭代周期從HBM2到HBM3的5年縮短至HBM3到HBM3e的2年,這種加速趨勢迫使企業必須保持每年30%以上的研發投入強度。
在制造工藝層面,TSV(硅通孔)技術進入成熟期,單顆芯片堆疊層數從12層向16層突破。長鑫存儲研發的16nm HBM3樣品良率突破80%,標志著中國企業在先進制程領域實現重大突破。封裝技術方面,CoWoS-S平臺已能實現8顆HBM芯片與邏輯芯片的異構集成,臺積電南京工廠的量產線良率穩定在95%以上。
(二)應用場景的多元化拓展
AI服務器領域呈現"HBM密度競賽",單臺服務器搭載量從2024年的65GB飆升至2025年的92GB,英偉達Rubin架構更規劃了1TB的HBM集成方案。這種需求演變正在改變數據中心架構,微軟Azure云平臺已將HBM容量作為算力資源定價的核心指標。
邊緣計算領域催生新型應用場景:特斯拉Dojo超算采用定制化HBM模塊實現車端AI訓練;大疆農業無人機通過集成HBM的視覺處理器,將作物識別延遲壓縮至5ms以內。醫療領域,聯影醫療的PET-CT設備采用HBM加速圖像重建,使掃描速度提升3倍。
二、市場規模:AI驅動下的指數級增長
(一)全球市場的結構性擴張
中研普華預測,全球HBM市場規模將從2024年的170億美元躍升至2030年的680億美元,年復合增長率達28%。這種增長呈現顯著的結構性特征:數據中心應用占比從2024年的65%提升至2030年的78%,而消費電子領域因成本因素占比持續萎縮。
區域市場呈現"東升西降"態勢,亞太地區憑借完整的產業鏈配套,市場份額從2024年的52%增至2030年的67%。中國市場的增長尤為突出,預計2030年將占據全球35%的市場份額,成為僅次于韓國的第二大HBM生產國。
(二)價格體系的動態演變
技術迭代與規模效應的雙重作用推動HBM價格呈現"階梯式下降":HBM2e單價從2024年的25美元/GB降至2025年的18美元/GB,HBM3則從40美元/GB降至28美元/GB。但高端市場保持溢價能力,英偉達定制的HBM3e價格仍維持在65美元/GB高位。
這種價格分化催生新的商業模式,三星推出的"內存即服務"(MaaS)模式,通過按帶寬計費的方式,使中小型企業也能使用頂級HBM資源。該模式在自動駕駛訓練領域快速普及,推動HBM租賃市場規模2025年突破15億美元。
根據中研普華研究院撰寫的《2025-2030年中國高帶寬內存行業全景調研與發展前景展望報告》顯示:
三、產業鏈解析:從技術突破到生態重構
(一)上游材料的國產化突圍
在關鍵材料領域,中國已形成完整突破鏈條:華海誠科量產的GMC環氧塑封料,純度達到99.99%,適配12層HBM堆疊需求;聯瑞新材的Low-α球形硅微粉打破日本壟斷,間接供貨SK海力士;雅克科技開發的前驅體材料純度達99.9999%,進入三星HBM4供應鏈。
設備環節的突破更具戰略意義,拓荊科技研發的PECVD設備實現HBM介電層沉積的國產化替代;中微公司的刻蝕機精度突破0.05μm,滿足HBM4的制造需求。這些突破使中國HBM設備國產化率從2024年的25%提升至2025年的40%。
(二)中游制造的競爭格局演變
全球HBM制造呈現"雙雄爭霸"格局,SK海力士憑借54%的市場份額占據領先地位,三星以39%的份額緊隨其后。但中國企業的追趕態勢迅猛,長鑫存儲2025年HBM出貨量同比增長200%,通富微電的HBM封裝良率達到97%,反超三星的96%。
制造模式的創新成為競爭焦點,臺積電的SoIC(系統級集成)技術實現HBM與邏輯芯片的晶圓級集成,使互連密度提升10倍;長電科技開發的XDFOI™技術將封裝厚度壓縮至0.3mm,滿足移動設備需求。這些技術突破推動HBM從分立器件向系統級解決方案演進。
(三)下游應用的生態重構
AI芯片設計企業與HBM供應商的綁定日益緊密,英偉達與美光簽訂的HBM3e獨家供應協議,期限延長至2028年;華為昇騰950采用自研HBM架構,帶動雅克科技、華海誠科等進入其供應鏈。這種垂直整合模式使系統性能提升30%,但同時也提高了新進入者的門檻。
在應用生態層面,CXL(Compute Express Link)協議的普及正在改變內存架構。AMD推出的Genoa-X處理器通過CXL 2.0接口實現HBM的池化共享,使服務器內存利用率提升40%。這種技術變革催生新的市場機會,2025年CXL相關設備市場規模達35億美元。
中國HBM產業正面臨前所未有的戰略機遇期。中研普華產業研究院認為,未來五年將是決定全球HBM市場格局的關鍵窗口,中國企業需在三個方面持續發力:技術層面,聚焦HBM4架構創新和材料突破;產業層面,構建"設計-制造-封裝-應用"的全鏈條生態;市場層面,通過差異化競爭開拓車規級、衛星通信等新興領域。
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