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三星发布“CUBE”3D存储战略 zHBM有望2028年量产

2026-09-02
来源:芯智讯

2026年9月1日,在SEMICON Taiwan 2026 存储高峰论坛上,三星电子存储产品规划部门副社长崔璋石(Jangseok Choi)以“开启智慧新维度,以3D整合技术驱动AI时代”为题发表主题演讲,正式对外揭露其下一代存储技术布局与“CUBE”策略。

CUBE战略:聚焦四大技术方向

崔璋石指出,随着Agentic AI(AI代理)时代来临,系统需具备即时推理与自主决策能力,传统2D与2.5D芯片架构已难以满足庞大数据传输与散热需求。为此,三星提出“CUBE”策略,聚焦Capacity(容量)、Utilization(利用率)、Bandwidth(频宽)、Efficiency(效率)四大核心面向:

容量(Capacity):通过垂直扩展,在不增加印刷电路板(PCB)面积的前提下大幅提升存储容量。崔璋石表示:“我们不再受限于PCB面积,透过垂直扩展即可增加存储容量,无须扩大基板面积。”

利用率(Utilization):3D不是单纯的堆叠,而是架构的优化,让每一层被更好地运用。三星正通过优化逻辑芯片与内存芯片的配置来降低数据处理延迟。

带宽(Bandwidth):缩短芯片间距离,以垂直的高速通道取代水平传输,大幅提升带宽。

效率(Efficiency):聚焦功耗与散热技术,将单一位元数据传输所需的能耗降至最低,最大化每瓦效能。

HBM技术蓝图:HBM4E已送样,HBM5开发中

在产品路线图方面,三星披露了未来HBM产品的清晰演进路径:

HBM4E:三星已于2026年5月开始出货业界首款12层HBM4E样品。当每个GPU配置4个HBM4E堆叠时,系统可提供高达16TB/s的频宽。相较HBM4,HBM4E每瓦效能提升20%,热阻降低10%。

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HBM5:三星已着手开发第八代HBM产品HBM5。目标相较HBM4E,效能提高2倍,每瓦效能提升20%,热阻降低20%。

zHBM:从2.5D到3D垂直整合的跳跃性突破

在此次演讲中,最受瞩目的莫过于三星首次在亚洲公开的突破性3D内存架构zHBM。

崔璋石表示,传统HBM采用2.5D架构,将内存与处理器并排放在中介层上。而zHBM将内存直接垂直堆叠在处理器(GPU或CPU)正上方,大幅缩短资料传输距离,实现效能与能源效率的飞跃。

三星为zHBM设定了极具野心的目标:相较HBM5,效能最高提升8倍、每瓦效能提升3倍、热阻降低50%。

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zHBM架构的另一个特点是设计弹性——允许客户将特定IP区块整合于内存与AI加速器之间的中介层中。崔璋石表示:“3D技术的核心在于如何运用每一层。三星正优化逻辑与内存的配置,以消除数据处理延迟。”

zNAND-O:锁定端侧AI的高密度储存方案

针对端端AI(On-device AI)的严苛储存需求,三星提出zNAND-O 3D储存解决方案,结合最新V10 BV-NAND技术与直通硅通孔(TSV)技术,将多个V-NAND芯片垂直堆叠。

zNAND-O通过UCIe标准介面与神经网路处理器(NPU)整合于单一封装中,其规格亮点包括:位元密度为DRAM的10倍,读取带宽为传统NAND Flash的7倍。

三星宣布,zNAND-O样品预计于2028年推出。

先进封装技术:晶圆对晶圆键合与混合铜键合

在实现3D整合的关键制程技术上,三星采用晶圆对晶圆键合(Wafer-on-Wafer Bonding) 突破极细微间距限制,并运用混合铜键合(Hybrid Copper Bonding, HCB) 大幅降低热阻。

崔璋石强调,三星具备从内存、逻辑芯片、晶圆代工到先进封装的整合能力。中国台湾半导体生态系展现了卓越的整合精神,下一代3D-IC必须兼顾结构稳定与散热设计,三星很荣幸能与世界级的中国台湾伙伴深度合作,共同释放3D运算的无限潜质。


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