SK海力士在業(yè)界率先開發(fā)出最新高帶寬存儲器（HBM， High Bandwidth Memory）產(chǎn)品HBM31，公司不僅又一次創(chuàng)造歷史，更進一步鞏固了SK海力士在DRAM市場上的領(lǐng)先地位。

SK海力士于2021年10月成功開發(fā)出HBM3，并于2022年6月開始量產(chǎn)。SK海力士還將向英偉達系統(tǒng)供應HBM3，而該系統(tǒng)預計將于2022年第三季度開始出貨2。

SK海力士是如何成功保持市場領(lǐng)導地位，又是從前幾代HBM產(chǎn)品開發(fā)中汲取了哪些經(jīng)驗教訓？

HBM1

第一代產(chǎn)品，占據(jù)先行優(yōu)勢

HBM作為一種存儲器解決方案，旨在優(yōu)化提升高級計算性能（HCP， High-level Computing Performance），由于HBM可以同時增加容量和帶寬，因而為解決存儲器瓶頸提供了一種新的范例。2014年，SK海力士與AMD聯(lián)合開發(fā)了全球首款硅通孔（TSV， Through Silicon Via）HBM產(chǎn)品。兩家公司還聯(lián)合開發(fā)了高帶寬三維堆疊存儲器技術(shù)和相關(guān)產(chǎn)品3。

HBM1的工作頻率（Operating frequency）約為1600 Mbps，漏極電源電壓（VDD， drain power voltage）為1.2V，芯片密度為2Gb（4-hi）4。HBM1的帶寬高于DDR4和GDDR5產(chǎn)品5，同時以較小的外形尺寸消耗較低的功率，更能滿足圖形處理單元（GPU， Graphic Processing Units）等帶寬（bandwidth）需求較高的處理器。

HBM2

第二代產(chǎn)品，新增多項增強型功能

第二代HBM產(chǎn)品HBM2于2018年發(fā)布，其中一項關(guān)鍵的改進是偽通道模式（Pseudo Channel mode）。該模式將一個通道（channel）分為兩個單獨的64位（bit） I/O子通道，從而為每個存儲器的讀寫訪問提供128位預取。偽通道模式可優(yōu)化內(nèi)存訪問并降低延遲，從而提高有效帶寬。

HBM2的其他改進包括用于通道的硬修復和軟修復的通道重新映射模式以及防過熱保護等。得益于這些新技術(shù)以及更高的有效帶寬，HBM2在數(shù)據(jù)速率（data-rate）方面較HBM1具有更高的能效。

HBM2E

第三代產(chǎn)品，徹底顛覆既有格局

SK海力士還是首家開始批量生產(chǎn)HBM2E6的存儲器供應商，HBM2E是HBM2的擴展版本。HBM2E開發(fā)團隊在規(guī)劃階段就立志升級產(chǎn)品規(guī)格7，這也是SK海力士維持市場領(lǐng)先地位的關(guān)鍵。HBM2E于2020年發(fā)布，間隔HBM2的發(fā)布兩年的時間。與HBM2相比，HBM2E具有技術(shù)更先進、應用范圍更廣泛、速度更快、容量更大等特點。

通過硅通孔技術(shù)垂直堆疊8個16Gb芯片，HBM2E的容量為16Gb，是HBM2的兩倍8。最初發(fā)布時，HBM2E共包含1024個數(shù)據(jù)I/O（輸入/輸出），處理速度達3.6Gbps，每秒可處理460GB的數(shù)據(jù)，是當時業(yè)界最快的存儲器解決方案9。此外，HBM2E的散熱性能也比HBM2高出36%。

HBM3

第四代產(chǎn)品，持續(xù)保持領(lǐng)先地位

SK海力士在2021年10月開發(fā)出全球首款HBM310，持續(xù)鞏固其市場領(lǐng)先地位。HBM3的容量是HBM2E的1.5倍，由12個DRAM芯片堆疊成，總封裝高度相同，適用于AI、HPC等容量密集型應用。

與前幾代產(chǎn)品相比，HBM3的一個重要新增功能當屬定制設(shè)計的ECC校驗（On Die-Error Correcting Code）功能11，可使用預分配的奇偶校驗位來檢測和糾正接收數(shù)據(jù)中的錯誤。ECC功能還可以支持DRAM自我糾正單元內(nèi)的數(shù)據(jù)錯誤，從而提高設(shè)備的可靠性。

HBM3采用16通道架構(gòu)，運行速度為6.4Gbps12，是HBM2E的兩倍，是目前世界上最快的高帶寬存儲器。鑒于此，HBM3和其他HBM產(chǎn)品成為數(shù)字生活中不可或缺的組成部分，舉例來說，HBM產(chǎn)品已成為自動駕駛汽車實現(xiàn)高度自動駕駛（4級）和完全自動駕駛（5級）的先決條件。

SK海力士的HBM產(chǎn)品開發(fā)工作也是公司環(huán)境、社會和公司治理（ESG， Environmental， Social and Governance）努力的一個重要組成部分，每一代產(chǎn)品的功耗都低于上一代產(chǎn)品。例如，在相同的工作電壓水平下，HBM3的運行溫度低于HBM2E，在增強服務(wù)器系統(tǒng)環(huán)境穩(wěn)定性的同時，提高了散熱能力。

在慶祝HBM3取得的成就之后，開發(fā)團隊繼往開來，與客戶積極合作，認真聽取產(chǎn)品相關(guān)反饋意見。目前，HBM4的相關(guān)預測數(shù)據(jù)已經(jīng)出爐，預計新一代產(chǎn)品將能夠更廣泛地應用于高性能數(shù)據(jù)中心、超級計算機和人工智能等領(lǐng)域。

HBM市場始終保持穩(wěn)步增長態(tài)勢，隨著5G時代的到來，數(shù)據(jù)傳輸量快速增長。市場調(diào)研機構(gòu)Omdia在2021年的一份報告中預測，到2025年，HBM市場的總收入將達到25億美元13。SK海力士將繼續(xù)開發(fā)新一代HBM產(chǎn)品，既要坐穩(wěn)“先行者”的位置，又要保持“解決方案提供商（Solution Provider）”的稱號，持續(xù)鞏固自身的市場領(lǐng)導地位。