三星推进移动HBM多层堆叠FOWLP技术,内存堆叠层数增加超1.5倍
三星推进移动HBM多层堆叠FOWLP技术,内存堆叠层数增加超1.5倍
近日,三星电子公布了下一代移动 HBM 封装技术——多层堆叠 FOWLP。这项技术面向智能手机和平板电脑,可实现带宽提升 15-30%,内存堆叠层数增加 1.5 倍以上。
HBM 此前主要用于服务器和 AI 加速器,依靠硅通孔(TSV)和 2.5D 封装实现高带宽,但体积、功耗和成本都不适合移动终端。随着端侧 AI 大模型对数据吞吐量的需求激增,手机传统使用的 LPDDR 内存正逐渐成为性能瓶颈。三星此次的技术路线,试图在移动端实现接近服务器级的内存带宽。
(图片来源:三星官网)01:
技术原理:多层堆叠 FOWLP 如何实现带宽提升
传统移动内存采用铜线键合技术,IO 端子数量通常限制在 128-256 个。这种架构的数据通路较窄,在端侧 AI 计算场景下,信号损耗较高,散热和电源效率也存在短板。
三星此前开发了垂直铜柱堆叠(VCS)技术,将 DRAM芯片垂直堆叠,通过铜柱连接。相较传统引线键合,VCS 的 IO 密度提升 8 倍,带宽提升 2.6 倍。但 VCS的铜柱纵横比(高度/直径)仅为 3-5:1,属于较矮胖的结构,在垂直空间利用和堆叠层数扩展上很快遇到瓶颈。
新方案的核心改进有两点:
第一,铜柱纵横比大幅提升。 三星将铜柱纵横比从 3-5:1提高到 15-20:1。铜柱变得更细更长,在相同占地面积下可以堆叠更多层 DRAM 芯片,同时横向可布置更多 IO 端子,从而带来 15-30% 的带宽提升和 1.5 倍以上的堆叠层数增长。
第二,引入 FOWLP 作为结构支撑。 当铜柱直径缩小到 10 微米以下时,细长的铜柱在制造和使用中容易出现弯曲或断裂。三星采用扇出型晶圆级封装(FOWLP)作为外部支撑结构,在芯片塑封后将布线向外延伸,形成坚固的支架,从外部托住这些超高纵横比的铜柱。
铜柱负责导电和堆叠,FOWLP 负责结构支撑和信号路由。两者结合,既提高了 IO 密度,又解决了机械可靠性问题。简单来说,如果把传统 LPDDR 比作平房,VCS 是多层楼梯房,那么多层堆叠 FOWLP 就是在同样地块上盖起了带外挂电梯井的摩天大楼,容量和吞吐量都实现大幅跃升。
(图片来源:三星官网)02:
商业布局:三星与 SK 海力士的移动 HBM 竞争
这项技术并非突然出现。2024 年 7 月,三星在异构集成路线图中已预告 LP Wide I/O 内存(位宽 512bit,为 LPDDR5 的 8 倍),计划采用 VCS 技术,目标在 2025 下半年至 2026 年中量产就绪。2026 年 5 月公布的多层堆叠 FOWLP,可以看作是 VCS 技术的升级版本。
从商业角度看,三星的战略意图很明确:在服务器 HBM市场之外,率先开辟移动 HBM 的增量市场。据 TrendForce 数据,2026 年全球 HBM 位元消耗量预计同比增长 92% 至 285亿Gb。服务器市场固然利润丰厚,但移动 HBM 一旦量产,将面向智能手机、平板、AR/VR 等十亿级设备市场,打开全新的增长空间。
(图片来源:三星官网)但三星不是唯一的参与者。SK 海力士正在推进 VFO(垂直扇出)技术,与三星形成直接竞争。两家公司的技术路线存在明显差异:
三星采用铜柱作为垂直互联媒介,配合 FOWLP 外部支撑,追求高带宽和信号完整性,优先保障性能上限。其LLW DRAM(低延迟宽IO内存)宣称带宽可达 128GB/s,能耗 1.2pJ/b。
SK 海力士 采用铜线替代铜柱,通过 FOWLP 的 RDL(重分布层)重新布线,追求低功耗和轻薄化,优先保障能效比。VFO 技术可将线路长度缩短至传统内存的 1/4 以下,能效提高 4.9%,封装厚度减少 27%。
业内人士评价,三星侧重高带宽设计,优先考虑产品性能;SK 海力士聚焦低功耗与轻薄化,优先考虑成本效益。目前判断哪条路线更有市场价值还为时过早,不同客户有不同需求。
值得注意的是,移动HBM很可能不会以标准化产品形态出现,而是走向定制化。据行业消息,三星正在与多个 SoC 客户合作开发 LPW DRAM,已确认包括苹果和三星自家的移动体验业务部门。苹果对移动 HBM 的兴趣较为明确,从 Vision Pro 的定制化低功耗 DRAM 到未来 iPhone 的端侧 AI 需求,移动 HBM 几乎是必然选择。华为也在积极探索该技术的可能性。
这意味着,移动 HBM 的竞争将从单纯的技术参数比拼,升级为客户绑定能力的较量。SK 海力士凭借 HBM3E 的良率优势,已深度绑定英伟达;三星则试图通过自研Exynos 芯片、自研移动 HBM 和自家 Galaxy 终端的一站式方案,构建垂直闭环。
03:
面临问题:量产时滞、成本压力与系统重构
尽管技术前景明确,移动 HBM 的商业化仍面临三个现实问题。
首先是量产时滞。 当前服务器、数据中心和 AI 加速器对 HBM 的需求仍处于爆发期,三星很难将资源从利润丰厚的服务器 HBM 产线,大规模转移到移动 HBM 的量产上。移动 HBM 的量产时间表因此存在不确定性。乐观估计,该技术最早可能在 Exynos 2800 后期版本或Exynos 2900 上应用。
其次是成本压力。 HBM制造工艺复杂,TSV(硅通孔)良率目前仅 40%-60%,还需经过 KGD(已知良品芯片)和 KGSD(已知良品堆叠)双重测试,非接触式测试技术也推高了封装成本。有业内人士透露,LLW DRAM 相较 LPDDR 成本要高出 3-4 倍。在价格敏感的消费电子市场,这意味着移动 HBM 初期只能用于超高端旗舰机型,短期内难以下沉到中低端产品。
(图片来源:三星官网)最后是系统重构难度。 移动 HBM 上机不是简单的内存替换,而是涉及芯片、封装、系统的全栈改动。硬件层面,HBM 的 1024 位宽总线需要 SoC 中的内存控制器重新设计;系统层面,现有页式内存管理(4KB 粒度)需要支持HBM的字节级访问;散热层面,HBM 功耗远超手机被动散热极限,必须配合全新的热管理方案。任何一环未能跟上,都会导致带宽提升 15-30% 停留在实验室数据,无法转化为用户体验。
04
结语
三星的多层堆叠 FOWLP,是在移动端开辟 HBM 应用的一次关键尝试。在 AI 算力从云端向端侧迁移的趋势下,内存带宽正成为决定端侧 AI 体验的核心资源。
但技术落地从来不是单向度的胜利。量产延迟、成本高昂、系统重构复杂,这三重障碍横亘在前。2026 年的今天,移动HBM已不再是概念;但它何时从旗舰专属走向大众标配,取决于三星能否在服务器 HBM 的短期利润与移动 HBM 的长期卡位之间,找到资源投入的平衡点。
把 HBM 装进手机,最终目的不只是让 AI 跑得更快,而是让 AI 算力真正下沉到终端,成为用户随时可用的能力。
*声明:本文内容仅代表作者个人观点,基于公开信息整理与分析,不构成任何投资建议、要约或承诺。
撰文 | 肖弦
数据校对 | Ethan
配图/排版 | Roxy
审 核 | Carina、Alan

