SPHBM4内存正式公布：刚做到HBM3的中国，可以弯道超车了！

JEDEC标准组织正式批准了新一代高带宽内存标准SPHBM4，全称“标准封装第四代高带宽内存”，编号JESD330-4。

众所周知，HBM系列内存是AI行业必需的，可为大规模AI训练、推理提供超大容量、超高带宽，但同时面临成本太高、功耗发热逐渐失控、产能日趋紧张等问题。

SPHBM4正是为此而来。

【SPHBM4是什么？】

SPHBM4采用与HBM4完全相同的DRAM内存裸片，同样支持4-16层TSV硅通孔，单个堆栈的最大容量为64GB。

但它改变了接口基底裸片，可以将整套内存堆叠在传统的ABF有机基板上，不再需要昂贵复杂的硅基板和硅中介层，也不需要同样昂贵复杂的CoWoS 2.5D先进封装工艺，从而大幅降低成本。

因此，内存和SoC芯片的最大走线距离，可以从几乎紧贴的毫米级别，延长到最大20毫米。

同时，SPHBM4对于凸点间距要求也非常宽松，最大可以超过90微米，因此可以大大改善良品率和产能，还允许在同样的空间内集成更多SPHBM4，系统内存容量能够做得更大。

不过，HBM4的基底裸片只是简单的并行接口逻辑，SPHBM4因为没有硅中介层，基底就复杂多了，不得不集成全套4:1 SerDes、串化器、解串器、通道均衡、FEC纠错、时钟训练等电路。

在物理I/O数据引脚设计上，HBM4使用的是2048路并行信号，也就是2048-bit位宽，单个引脚的数据传输率为11Gbps，单个堆栈的总带宽超过2.8TB/s。

SPHBM4则改成了512路，减少了多达75％，但是结合4:1 SerDes串行补偿，单个引脚的速率以同样4:1的比例提高到最多46Gbps，最低也有22.4Gbps。

因此，SPHBM4单个堆栈的总带宽理论上最高可以做到2.944TB/s，对比HBM4处于同样的水平甚至可以更高一点，即便最低也有1.43TB/s，相当于HBM4的一半。

【SPHBM4的优缺点】

SPHBM4的最大优势就是封装简单、成本更低、散热更好、供应链成熟，同时容量、带宽无损失。

HBM4必须采购高价的硅中介层，搭配溢价极高的CoWoS先进封装，这部分成本就占了超过30％。

SPHBM4使用成熟、低价的有机基板，而且引脚大幅减少，凸点工艺大幅简化，封装良率自然更高，预计封装成本可节省25-40％。

要知道，HBM4的封装几乎完全被台积电垄断，SPHBM4则有大量封测厂商可以做，包括国内众多厂商，同时TSV硅通孔、DRAM堆叠都是通用的，产能自然不是问题。

HBM4的发热问题，也可以被SPHBM4的更长走线、更远距离所缓解，因此可以根据需要增大内存容量，或者增加算力。

但是，必须清醒地认识到，SPHBM4更多的是一种妥协方案，HBM4在延迟、能效、稳定性、生态应用上依然有着无可比拟的优势。

HBM4没有串行并行转换，原生延迟极低，可以做到几个ns（纳秒），所以在超大模型训练和对延迟要求极高的场景中，是不可取代的。

HBM4基板虽然贵但结构简单，SPHBM4则加入了大量电路，对于功耗、能效乃至信号完整性、稳定性都有着很大的影响，长时间高负载运行可能更容易老化。

总之，SPHBM4绝非用来取代HBM4，而是各有所长、互为补充。

SPHBM4牺牲了一部分性能，换来的是更低成本、更好落地，适合AI推理、行业大模型、中小集群、内存敏感型加速等场景。

【SPHBM4给中国带来了弯道超车的新机会】

众所周知，国产厂商正在GPU加速器方面努力追赶，差距不断缩小，呈现百花齐放的局面。

但是HBM内存一直是阿喀琉斯之踵，DRAM先进工艺、硅中介层、CoWoS先进封装和高速测试设备都落后非常多，无论技术还是产能都不是短时间能解决的。

根据业内消息，目前国内只有长鑫存储（CXMT）在攻关HBM，而且只做到HBM3，还处于样品阶段，预计今年底才能小规模量产，但良品率非常低，成本高得多，同时DRAM内存和产能也是极大的制约。

预计长鑫明年会尝试打造HBM3E，HBM4标准更是还在预研阶段，而三星、SK海力士、美光已经奔着HBM5去了……

CoWoS 2.5D封装目前国内已经初步摸到门槛，但硅中介层的产能极低，和台积电比还差一个数量级。

所以按照传统路线，国产GPU加速器要想真正追赶世界先进水平，只能继续砸钱砸资源搞研发，时间漫长，乐观估计也得三五年。

如今，SPHBM4来了，我们有了一个新的机会。

它绕开了国内最头疼的硅中介层、CoWoS先进封装，直接使用成熟的有机基板、内存堆叠，再加上AI GPU芯片、封装测试等，国内已经有极为成熟的全套产业链，可以快速切入上量。

同时，预计三星、SK海力士、美光短期内的主要精力仍然会放在HBM4，毕竟利润更加丰厚，这就给了国内发展的先机。

国产信创的庞大需求，更是对相关厂商的极大吸引和刺激。

当然，高速串行电路、DRAM产能制约、生态应用适配等依然需要克服，但是难度要低得多。

总之，SPHBM4并非为中国厂商和市场专门准备，但确实给中国带来了差异化突围的新路线，全力发展的话预计3年左右即可形成相当的规模，前景可期！