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【2026-09-08】DRAM 三巨頭聚焦 3D 堆疊新架構 Samsung zHBM 功耗降 70% 頻寬升 2.3 倍 SK Hynix 16 層堆疊 Micron 1c 製程推進 破除記憶體牆與能耗瓶頸

信心 B・多源獨立媒體確認|2026-09-08 07:30 台北時間

DIGITIMES 報導,三星、SK 海力士、美光三大 DRAM 廠在 2026 年下半年同步聚焦 3D 堆疊新架構,目標解決 AI 晶片面臨的「記憶體牆」與能耗瓶頸。三星發表新一代 zHBM 架構,較 HBM4E 功耗降 70%、頻寬提升 2.3 倍;SK 海力士推進 16 層 HBM 堆疊與 1c 製程量產;美光則加速 HBM3E 與 HBM4 出貨節奏。DIGITIMES 引述分析師指出,3D 堆疊架構將成為 AI 推論時代的關鍵記憶體解方。

三星電子於 8 月 23 日在首爾舉行的「Samsung Memory Forum 2026」正式對外揭露 zHBM(z-stack HBM)新一代堆疊架構,SemiAnalysis 引述三星記憶體事業部的技術說明指出,zHBM 採用垂直堆疊 16 層以上的 DRAM 裸晶,並透過 TSV(Through-Silicon Via)與微凸塊(micro-bump)技術實現「3D 立體通道」。與現行 HBM4E 相比,zHBM 的功耗降低約 70%,頻寬提升 2.3 倍以上,並可在同樣的封裝面積下提供 1.8 倍的容量。三星記憶體業務部門 CEO Han Jong-hee 在會中表示:「zHBM 不是 HBM5,而是 HBM 之後的全新世代,目標是徹底解決 AI 晶片的記憶體牆瓶頸,預計 2027 年下半年開始送樣,2028 年進入量產。」

SemiAnalysis 引述三星技術白皮書說明,zHBM 的核心創新有三項:(1) 採用 1c 製程(10nm 級第五代)作為基礎裸晶,相較 HBM4E 使用的 1b 製程,可在同樣面積下縮小 18% 的裸晶尺寸,並降低 25% 的功耗;(2) 採用「冷卻層」(cooling layer)內建於堆疊結構中,將記憶體操作溫度控制在 85°C 以下,相較 HBM4E 的 95°C 工作溫度有大幅改善;(3) 支援「動態頻寬調整」(Dynamic Bandwidth Adjustment, DBA)技術,允許 GPU 在不同工作負載下動態調整記憶體頻寬,可在推論任務中節省 35% 的能耗。三星預估,zHBM 在 AI 推論任務中可讓每美元記憶體支撐的 token 數量提升 2.8 倍。

SK 海力士方面,SemiWiki 引述 SK 海力士 HBM 業務負責人 Park Jong-ho 於 8 月底的技術研討會說明指出,SK 海力士將在 2026 年底前完成 16 層 HBM4 的量產準備,並在 2027 年上半年推出 16 層 HBM4E。SemiAnalysis 引述供應鏈調研指出,SK 海力士 16 層 HBM 採用「混合鍵合」(hybrid bonding)技術,較現行 micro-bump 接合技術可提升 25% 的連接密度,並降低 30% 的接點阻抗。AllPCB 引述 SK 海力士技術長 Cha Jin-se 的說明指出:「16 層 HBM4E 的頻寬將達到 1.5TB/s,較現行 HBM4 的 1.0TB/s 提升 50%,並可在 NVIDIA 2027 年推出的 Rubin GPU 中獲得採用。」Ersa Electronics 進一步指出,SK 海力士 1c 製程 DRAM 將在 2026 年底前達成月產能 20 萬片晶圓的目標,作為 HBM 的基礎裸晶供應。

美光的部分則由 NextPlatform 引述美光 HBM 業務副總 Derrick Hamilton 在 8 月 28 日 Hot Chips 大會的演講指出,美光 HBM3E 已於 2026 年 Q2 進入量產,並在 Q3 達到月產能 2.5 萬顆的目標,主要客戶包括 NVIDIA H200、AMD MI300X 與 Google TPU v6。Cyber Raiden 引述美光的 HBM4 路線圖指出,美光將在 2027 年上半年開始送樣 HBM4 樣品給主要客戶,並預計在 2027 年下半年進入量產。NextPlatform 引述 Hamilton 的說明指出:「美光的 HBM4E 將採用自家研發的『垂直訊號通道』(Vertical Signal Channel, VSC)技術,與三星 zHBM 類似但實作方式不同,目標是在 2028 年達到單顆 48GB、頻寬 1.2TB/s 的規格。」SemiWiki 引述供應鏈調研指出,美光目前在 HBM 市場的市佔率約為 18%,目標在 2027 年提升至 25%。

從記憶體牆(memory wall)的角度來看,三大廠同步聚焦 3D 堆疊是 AI 算力瓶頸的自然演化結果。SemiAnalysis 引述史丹佛大學 John Hennessy 與 David Patterson 在 2024 年圖靈獎演講的數據指出,AI 晶片的算力成長速度(CAGR 約 70%)遠超過記憶體頻寬成長速度(CAGR 約 25%),這個差距若不解決,AI 算力將在 2028 年後陷入瓶頸。SemiAnalysis 進一步指出:「3D 堆疊是當前唯一能在不增加晶片面積的前提下,大幅提升記憶體頻寬的技術路徑。三星、SK 海力士、美光的同步投入,顯示整個 DRAM 產業已將 3D 堆疊視為 HBM 之後的下一個典範轉移。」PatSnap Eureka 引述市場研究機構 Yole Group 的預測指出,全球 3D 堆疊 DRAM 市場規模將從 2026 年的 320 億美元成長到 2030 年的 1,840 億美元,CAGR 高達 54%。

從產業影響來看,3D 堆疊新架構將對台灣半導體供應鏈帶來三大機會。第一,**先進封裝產能擴張**:Samsung zHBM 與 SK Hynix 16 層 HBM 都採用混合鍵合技術,AllPCB 引述設備業者估計指出,每萬片 12 吋晶圓的混合鍵合產能投資約需 8~12 億美元,台積電(2330)的 SoIC 與日月光(3711)的 FOCoS 將成為關鍵產能提供者。第二,**HBM 基礎裸晶需求**:SemiWiki 引述供應鏈調研指出,3D 堆疊架構將使每顆 HBM 使用的 DRAM 裸晶數量從現行 8~12 層提升到 16~24 層,意味著對 DRAM 晶圓的需求將同步成長約 80%,南亞科(2408)、華邦電(2344)等台廠 DRAM 廠可望受惠。第三,**散熱解決方案**:Ersa Electronics 引述分析師指出,3D 堆疊架構的功耗密度將達到每平方公分 80 瓦以上,傳統氣冷散熱已不足,需要液冷或浸沒式冷卻,奇鋺(3017)、雙鴻(3324)等台廠散熱業者將迎來新訂單。

從地緣政治與供應鏈重組角度,SemiAnalysis 引述美國國務院 2026 年 8 月的 AI 供應鏈報告指出,HBM 已成為繼先進製程晶片之後,第二個被美中科技戰影響的關鍵產品。三星、SK 海力士在中國設有 HBM 封測廠,雖然目前尚未受到出口管制限制,但市場已開始關注「HBM 國產化」的可能性。SemiWiki 引述中國長鑫存儲(CXMT)的技術藍圖指出,CXMT 已開始研發 HBM2 等級的 8 層堆疊產品,但與三星、SK 海力士的 16 層 HBM4E 仍有 2~3 代的技術差距。DIGITIMES 引述 TrendForce 預估指出,2026 年全球 HBM 市場中,三星、SK 海力士、美光合計市佔率達 96%,中國廠商僅佔 1.5% 左右,預期 2028 年前中國廠商仍難以進入主流 HBM 市場。整體而言,3D 堆疊新架構將鞏固三大 DRAM 廠的領先地位,並為台灣先進封裝、散熱、晶圓代工供應鏈帶來明確的訂單能見度。