手機(jī)裝上HBM，會(huì)怎樣？

在漫威電影宇宙中，鋼鐵俠的 AI 管家賈維斯，能理解復(fù)雜指令、實(shí)時(shí)提供各類信息、輔助戰(zhàn)甲高效運(yùn)行，為觀眾描繪出強(qiáng)大的 AI 應(yīng)用場景。如今，隨著移動(dòng) HBM 技術(shù)的發(fā)展，我們的手機(jī)也在邁向具備類似強(qiáng)大 AI 能力的設(shè)備。那么，從移動(dòng) HBM 到「賈維斯」般的智能體驗(yàn)，我們還有多少距離？

移動(dòng)HBM，到底是什么？

在深入探討移動(dòng) HBM 之前，先來了解一下傳統(tǒng)內(nèi)存技術(shù)在移動(dòng)設(shè)備中的局限性。以智能手機(jī)為例，隨著 AI 攝影、AI 語音助手等功能的普及，手機(jī)需要在短時(shí)間內(nèi)處理大量的數(shù)據(jù)。在拍攝一張 AI 優(yōu)化的照片時(shí)，手機(jī)需要對(duì)圖像進(jìn)行實(shí)時(shí)分析和處理，這就要求內(nèi)存能夠快速地讀取和存儲(chǔ)圖像數(shù)據(jù)。而傳統(tǒng)的 LPDDR 內(nèi)存，雖然在一定程度上能夠滿足日常應(yīng)用的需求，但在面對(duì)這些高性能要求時(shí)，逐漸顯得力不從心。在運(yùn)行大型游戲、進(jìn)行多任務(wù)處理時(shí)，傳統(tǒng)內(nèi)存的帶寬和延遲問題也會(huì)導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)卡頓、響應(yīng)緩慢等情況。

LPW DRAM（Low Power Wide I/O DRAM）是移動(dòng) HBM 的一種技術(shù)形態(tài)。該技術(shù)是堆疊和連接 LPDDR DRAM 來增加內(nèi)存帶寬，它與 HBM 類似，通過將常規(guī) DRAM 堆疊 8 層或 12 層來提高數(shù)據(jù)吞吐量，并具有低功耗的優(yōu)勢。移動(dòng) HBM 和 LPDDR 最大的區(qū)別在于是否是「定制內(nèi)存」。LPDDR 是通用型產(chǎn)品，一旦量產(chǎn)即可批量使用；而移動(dòng) HBM 是一個(gè)定制產(chǎn)品，反映了應(yīng)用程序和客戶的要求。由于移動(dòng) HBM 與處理器連接的引腳位置不同，因此在批量生產(chǎn)之前需要針對(duì)每個(gè)客戶的產(chǎn)品進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

HBM 是在 DRAM 中鉆微孔，并用電極連接上下層。移動(dòng) HBM 具有相同的堆疊概念，但正在推廣一種將其堆疊在樓梯中，然后用垂直電線將其連接到基板的方法。三星和 SK 海力士均看中了移動(dòng) HBM 的潛力，但這兩家公司采取的技術(shù)路線各不相同。

存儲(chǔ)巨頭下場，攪動(dòng)市場風(fēng)云

AI 的火熱，令 HBM 也成了緊俏貨。Yole 在其最新發(fā)布的市場與技術(shù)分析報(bào)告：《Status of the Memory Industry 2025》中表示，HBM 持續(xù)跑贏整個(gè) DRAM 板塊。2025 年，HBM 的營收預(yù)計(jì)將接近翻倍，達(dá)到約 340 億美元，主要受限產(chǎn)環(huán)境和來自 AI 及高性能計(jì)算（HPC）平臺(tái)的戰(zhàn)略性需求推動(dòng)。Yole 預(yù)測，HBM 市場將在 2030 年前保持 33% 的年復(fù)合增長率，屆時(shí)其營收將超過 DRAM 市場總營收的 50%。一方面，存儲(chǔ)巨頭對(duì) HBM 技術(shù)持續(xù)升級(jí)并加大現(xiàn)有 HBM 產(chǎn)品的產(chǎn)量；另一方面，分出部分精力，關(guān)注另一種形式的 HBM 產(chǎn)品——移動(dòng) HBM。

三星宣布將于 2028 年推出搭載 LPW DRAM 內(nèi)存的首款移動(dòng)產(chǎn)品，該產(chǎn)品專為優(yōu)化設(shè)備端 AI 性能設(shè)計(jì)。

作為「移動(dòng)高帶寬存儲(chǔ)器（HBM）」，LPW DRAM 以高性能、低功耗為核心特點(diǎn)，三星電子希望通過這款面向設(shè)備端人工智能的下一代產(chǎn)品，鞏固其在移動(dòng)內(nèi)存市場的領(lǐng)先地位。

在 2025 年國際半導(dǎo)體會(huì)議（ISSCC）上，三星電子半導(dǎo)體暨裝置解決方案（DS）部門首席技術(shù)官、半導(dǎo)體研究所所長宋在赫在主題演講中宣布：「首款針對(duì)設(shè)備端 AI 優(yōu)化的 LPW DRAM 移動(dòng)產(chǎn)品將于 2028 年發(fā)布?！惯@是三星電子首次明確披露 LPW/LLW DRAM 的具體上市時(shí)間。

LPW DRAM 也被稱為 LLW 或「自定義內(nèi)存」。由于其作為下一代存儲(chǔ)器正處于興起階段，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)仍在制定中，因此業(yè)界對(duì)其有多種稱謂。但無論名稱如何，其核心目標(biāo)一致：通過增加輸入 / 輸出通道數(shù)量、降低單個(gè)通道速度，實(shí)現(xiàn)功耗降低與性能提升。同時(shí)，該產(chǎn)品將應(yīng)用垂直引線鍵合（VWB）封裝技術(shù)，把電信號(hào)傳輸路徑由曲線改為直線。

三星電子已提升 LPW DRAM 的性能目標(biāo)。相較于最新的移動(dòng)內(nèi)存 LPDDR5X，LPW DRAM 的輸入輸出速度預(yù)計(jì)快 166%，將超過每秒 200 千兆字節(jié)（GB）；功耗則降低 54%，僅為每位 1.9 皮焦耳（pJ）。去年 9 月，三星電子在中國臺(tái)灣「Semicon Taiwan」展會(huì)上曾宣布 LPW DRAM 性能較 LPDDR5X 高出 133%，而在不到半年的時(shí)間里，這一目標(biāo)已得到提升。

需要注意的是，以 LPDDR 為代表的移動(dòng) HBM 芯片，因尺寸較小，并不適用于與 HBM 相同的 TSV 連接方案。同時(shí)，HBM 制造工藝的高成本及低良率特性，也無法滿足高產(chǎn)能移動(dòng) DRAM 的需求。

因此，三星電子和 SK 海力士采用了另一種先進(jìn)的封裝方式。

三星電子的 VCS（垂直銅柱堆疊）方法，是將從晶圓上切割下來的 DRAM 芯片以臺(tái)階形狀堆疊起來，用環(huán)氧材料使其硬化，然后在其上鉆孔并用銅填充。三星電子表示，VCS 先進(jìn)封裝技術(shù)相較于傳統(tǒng)引線鍵合，I/O 密度和帶寬分別提升 8 倍和 2.6 倍；相比 VWB 垂直引線鍵合，VCS 技術(shù)生產(chǎn)效率提升 9 倍。

而 SK 海力士選用銅線而非銅柱。其在連接元件和工藝順序上與三星電子存在差異，具體是使用銅線連接堆疊的 DRAM，之后將環(huán)氧樹脂注入空白處使其硬化，以此實(shí)現(xiàn)移動(dòng) DRAM 芯片的堆疊。這一技術(shù)被稱為「VFO（垂直線扇出）」，與當(dāng)前采用 MUF 材料填充 DRAM 堆棧之間的間隙以實(shí)現(xiàn) HBM 的方法類似。

SK 海力士的 VFO 技術(shù)結(jié)合了 FOWLP（晶圓級(jí)封裝）和 DRAM 堆疊兩項(xiàng)技術(shù)。該技術(shù)通過垂直連接，大幅縮短了電信號(hào)在多層 DRAM 間的傳輸路徑，將線路長度縮短至傳統(tǒng)內(nèi)存的 1/4 以下，能效提高 4.9%。這種方式雖然增加了 1.4% 的散熱量，但封裝厚度減少了 27%。

手機(jī)大廠們，競速

HBM（高帶寬內(nèi)存）作為高性能計(jì)算領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)，正快速向智能手機(jī)市場滲透，不僅重塑了端側(cè) AI 能力的競爭門檻，也掀起了蘋果與國內(nèi)頭部廠商的新一輪技術(shù)競賽。

有爆料稱，蘋果計(jì)劃在 2027 年（iPhone 問世 20 周年）的旗艦機(jī)型中首次搭載移動(dòng)版 HBM。

蘋果對(duì)移動(dòng) HBM 的布局體現(xiàn)了其生態(tài)協(xié)同的一貫策略。據(jù)供應(yīng)鏈信息顯示，蘋果正聯(lián)合三星與 SK 海力士開發(fā)適用于移動(dòng)設(shè)備的 HBM 解決方案。三星的 VCS 封裝方案通過臺(tái)階式堆疊與銅柱互聯(lián)技術(shù)，可使內(nèi)存帶寬達(dá)到 LPDDR5X 的 2.6 倍；SK 海力士的 VFO 技術(shù)則借助銅線垂直連接優(yōu)化散熱表現(xiàn)，兩種方案均計(jì)劃于 2026 年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。這種 "雙供應(yīng)商合作 + 定制化開發(fā)" 模式，既保持了蘋果對(duì)核心部件的技術(shù)主導(dǎo)性，也為 2027 年 iPhone 20 周年機(jī)型的性能升級(jí)奠定基礎(chǔ)。有行業(yè)分析認(rèn)為，搭載移動(dòng) HBM 的 iPhone 有望支持本地運(yùn)行百億參數(shù)大模型，圖像生成速度或提升 3 倍以上，同時(shí)功耗降低 40%。

在移動(dòng) HBM 領(lǐng)域，國內(nèi)手機(jī)廠商正展現(xiàn)出技術(shù)整合的鮮明特點(diǎn)。有信息顯示，某頭部廠商研發(fā)中的新機(jī)已將這一技術(shù)納入配置規(guī)劃，計(jì)劃通過自研內(nèi)存控制器與自研芯片架構(gòu)的協(xié)同設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)技術(shù)落地。

這種「硬件 - 軟件 - 算法」的整合能力，構(gòu)成了其技術(shù)推進(jìn)的重要支撐：自研的 3D 石墨烯散熱膜可有效疏導(dǎo) HBM 堆疊產(chǎn)生的局部熱量，配合自有操作系統(tǒng)的內(nèi)存動(dòng)態(tài)調(diào)度機(jī)制，能在保障帶寬性能的同時(shí)平衡功耗控制。

此外，該廠商在新一代通信技術(shù)與多設(shè)備互聯(lián)領(lǐng)域的積累，可能為移動(dòng) HBM 拓展應(yīng)用場景——當(dāng)手機(jī)作為智能中樞連接車機(jī)、智能家居等設(shè)備時(shí)，高帶寬內(nèi)存或有助于提升跨設(shè)備 AI 任務(wù)的響應(yīng)效率，這一方向也成為其技術(shù)布局的特色之一。

業(yè)內(nèi)人士分析認(rèn)為，國內(nèi)企業(yè)或?qū)屜瘸蔀橥瞥龃钶d移動(dòng) HBM 的手機(jī)的廠商。主要原因是其具備幾方面的必要能力：其自研的 SoC 芯片可定制 HBM 所需的內(nèi)存控制器、自研的操作系統(tǒng)支持 HBM 所需的字節(jié)級(jí)內(nèi)存調(diào)度，其散熱專利可解決 HBM 功耗高問題，這「三位一體」的技術(shù)閉環(huán)有助于其在技術(shù)創(chuàng)新領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)搶跑。而戰(zhàn)略層面，國內(nèi)廠商也有足夠的意愿通過端側(cè) AI 體驗(yàn)來進(jìn)一步突破高端手機(jī)市場。

兩者的技術(shù)路徑選擇反映了不同的戰(zhàn)略考量。蘋果的布局更側(cè)重用戶體驗(yàn)的實(shí)際落地，在與三星、SK 海力士的合作中，除硬件參數(shù)優(yōu)化外，同步推進(jìn) Core ML 框架與 HBM 的適配工作，以確保用戶在拍照、AR 交互等日常場景中能感知到體驗(yàn)提升；國內(nèi)企業(yè)則更注重技術(shù)體系的自主構(gòu)建，依托本土供應(yīng)鏈在 TSV（硅通孔）工藝上的進(jìn)展，目標(biāo)將移動(dòng) HBM 的良率從行業(yè)平均的 50% 提升至 70% 以上，從而優(yōu)化量產(chǎn)成本結(jié)構(gòu)。

從移動(dòng) HBM 到「賈維斯」還有多遠(yuǎn)？

從移動(dòng) HBM 到實(shí)現(xiàn)「賈維斯」般的智能體驗(yàn)，這中間還有很長的路要走。

硬件層面，雖然移動(dòng) HBM 提升了內(nèi)存帶寬和性能，但要達(dá)到「賈維斯」實(shí)時(shí)處理海量復(fù)雜數(shù)據(jù)的水平，僅靠內(nèi)存升級(jí)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。還需要更強(qiáng)大的處理器、更高效的 AI 芯片協(xié)同工作。目前手機(jī)中的處理器和 AI 芯片，在算力和能效比上與理想中的「賈維斯」運(yùn)行硬件平臺(tái)仍有較大差距。以運(yùn)行大型 AI 模型為例，現(xiàn)有的手機(jī)硬件在模型加載速度、運(yùn)算速度上還無法滿足快速響應(yīng)、高效處理的需求。

軟件和算法方面，「賈維斯」擁有高度智能的算法，能夠理解人類復(fù)雜的語言、情感，做出精準(zhǔn)且人性化的回應(yīng)。當(dāng)前手機(jī)上的 AI 語音助手，雖然在不斷進(jìn)步，但在語義理解的深度、對(duì)復(fù)雜場景的應(yīng)對(duì)能力上，與「賈維斯」相去甚遠(yuǎn)。開發(fā)出能夠在手機(jī)端運(yùn)行的超智能算法，且能適配移動(dòng) HBM 等硬件，是實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的關(guān)鍵挑戰(zhàn)之一。

數(shù)據(jù)層面，「賈維斯」能調(diào)用海量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析決策。手機(jī)設(shè)備受限于存儲(chǔ)容量、數(shù)據(jù)獲取權(quán)限等，難以獲取如此廣泛的數(shù)據(jù)。如何在保障用戶隱私的前提下，安全、有效地獲取和利用數(shù)據(jù)，以提升 AI 的智能程度，也是需要攻克的難題。

成本和普及方面，移動(dòng) HBM 目前成本較高，如果要將其與其他高端硬件結(jié)合打造「賈維斯」式體驗(yàn)的設(shè)備，成本會(huì)進(jìn)一步攀升，這將影響產(chǎn)品的普及。只有當(dāng)技術(shù)成熟、成本降低，才能讓更多消費(fèi)者享受到接近「賈維斯」的智能體驗(yàn)。

雖然距離「賈維斯」般的智能體驗(yàn)尚有距離，但移動(dòng) HBM 技術(shù)的出現(xiàn)，無疑是朝著這個(gè)方向邁出的重要一步。移動(dòng)設(shè)備的智能形態(tài)將逐步向更高效、更深度的方向演進(jìn)，這一過程本身也將推動(dòng)整個(gè)半導(dǎo)體與智能終端產(chǎn)業(yè)的協(xié)同升級(jí)。