台积电C-HBM4E里程碑，能效翻番！AI芯片2027量产在即。

高性能内存（HBM）技术，作为推动全球人工智能（AI）、高性能计算（HPC）以及数据中心技术发展的关键引擎，正经历着前所未有的迭代速度。伴随着AI训练和推理模型规模的日益庞大，对内存带宽、容量以及能效的要求达到了新的高度，HBM技术因此成为解决“内存墙”瓶颈的核心方案。在这种背景下，全球领先的晶圆代工厂台积电（TSMC）在HBM技术领域持续深耕，并于近期取得了重要突破。新媒网跨境获悉，台积电对外披露了其定制化HBM4E（C-HBM4E）技术的最新细节，这标志着HBM技术向更高集成度与极致能效方向迈出了坚实一步。

台积电C-HBM4E：制程革新与能效突破的新篇章

根据外媒的详细报道，台积电在最近于荷兰阿姆斯特丹举办的Open Innovation Platform Ecosystem Forum（开放创新平台生态系统论坛）上，首次全面揭示了其C-HBM4E技术的诸多先进特性。这项创新技术的核心亮点之一，在于其关键的逻辑晶粒将采用台积电最先进的N3P制程工艺进行制造。

N3P制程的引入，被认为是C-HBM4E实现能效飞跃的关键。资料显示，在这一先进制程下，C-HBM4E的工作电压将从现有的0.8伏特进一步降低至0.75伏特。台积电方面声称，结合N3P制程的优势，C-HBM4E所能达成的功耗效率是目前市场主流DRAM制造技术的两倍。这意味着在相同的计算负载下，内存单元的能耗将大幅降低，这对于动辄需要数以百计HBM单元的AI加速器和HPC系统而言，无疑是至关重要的进步。

值得关注的是，即便是在HBM4时代的基础逻辑晶粒层面，台积电也同步推出了显著的升级方案。外媒报道指出，为了替代HBM3E中普遍采用的标准DRAM制程，台积电计划将HBM4的基础逻辑晶粒制造转移至其更为先进的N12制程。这一制程的升级将带来多方面的优化，其中包括工作电压从1.1伏特降至0.8伏特。据测算，这一转变预计将为HBM4的基础逻辑晶粒带来约1.5倍的效率提升。这些技术细节共同描绘了台积电在通过先进制程提升HBM性能与能效方面的策略和决心。

架构创新：内存控制器内嵌基底逻辑晶粒的深远影响

除了在制程节点上的革新，C-HBM4E还在架构设计上实现了突破性的集成。外媒的报道特别强调，在C-HBM4E中，基底逻辑晶粒将首次实现内存控制器（Memory Controller）的集成。在传统的HBM架构中，内存控制器通常作为独立的模块存在于主芯片（Host Chip，即HBM堆栈连接的处理器）内部。它的主要职责是管理对HBM存储单元的数据访问，包括读写操作的时序控制、错误校验以及数据缓冲等功能。

将内存控制器从主芯片迁移并直接集成到HBM的基底逻辑晶粒中，意味着HBM与主芯片之间的物理接口（PHY）也将被设计成定制化的解决方案。这一深度的集成具有多重战略意义：

首先，它能够显著优化数据传输路径。通过缩短数据从内存核心到控制器的物理距离，减少了信号传输中的延迟和能量损耗。这对于追求极致带宽和响应速度的AI芯片至关重要，因为更短的路径意味着数据能够更快地被处理器获取和处理。

其次，这种集成有助于简化主芯片的设计复杂度。原先需要为主芯片设计的复杂内存控制器接口和相关IP，现在可以被简化或外包给HBM堆栈本身，从而为主芯片腾出更多宝贵的晶圆面积，用于集成更多的计算核心或其他功能单元。

再者，内存控制器内嵌还可能带来更好的信号完整性和功耗管理。由于控制器与内存核心的物理位置更为接近，可以实现更精细的功耗管理策略，比如根据负载动态调整控制器的工作频率和电压，从而进一步提升整个HBM系统的能效比。这种高度集成也为未来HBM技术向更高带宽和更低能耗方向发展奠定了坚实的基础。

市场反响热烈：头部存储厂商争相合作布局

台积电在定制HBM逻辑晶粒解决方案上的技术创新，已在内存产业引起了强烈反响，并获得了全球主要存储厂商的积极响应与合作。这表明定制化HBM已成为行业发展的重要趋势。

外媒报道披露，全球领先的内存制造商美光（Micron）已经选择与台积电建立合作关系，由台积电为其先进的HBM4E产品制造基底逻辑晶粒。这项重要的合作目标设定在2027年实现批量生产。美光与台积电的携手，不仅彰显了美光在高端HBM市场中的战略雄心，也侧面印证了业界对台积电先进制造能力和定制化解决方案的高度认可。

与此同时，另一家内存巨头SK海力士（SK Hynix）也与台积电保持着紧密的战略合作。新媒网跨境了解到，根据可靠的行业消息，SK海力士预计将于2025年下半年正式推出其首款定制HBM4E产品。外媒的进一步报道揭示了SK海力士在市场策略上的差异化布局：针对主流服务器市场的HBM4E基底逻辑晶粒，SK海力士计划部署台积电的12纳米制程；而对于诸如英伟达（NVIDIA）的旗舰级图形处理器（GPU）和谷歌（Google）的张量处理单元（TPU）等对性能和能效要求极高的尖端应用，SK海力士则将采用台积电更为先进的3纳米制程进行生产。这种针对不同市场需求采用定制化制程的策略，充分体现了HBM技术在满足特定高性能计算场景方面所具备的灵活性和必要性。

HBM定制化趋势的深层影响与行业演进

台积电在C-HBM4E技术上的突破，以及其与美光、SK海力士等全球顶级存储厂商的深度合作，共同揭示了高性能内存领域的一个核心发展趋势——即从标准化产品向高度定制化解决方案的显著转变。随着AI和HPC应用场景的不断扩展和复杂化，市场对内存带宽、容量、功耗和延迟等指标的要求变得越来越苛刻，标准化的HBM产品已难以完全满足所有客户的特定需求。因此，定制化HBM解决方案应运而生，它能够根据诸如英伟达、谷歌等关键客户的计算架构、性能目标以及散热设计等独特要求，进行深度优化，从而最大限度地释放HBM的性能潜力。

这一趋势也深刻地改变了晶圆代工厂在整个HBM生态系统中的角色和地位。台积电等领先的晶圆代工厂，不再仅仅是芯片制造的执行者，而是通过提供前沿的制程技术、先进的封装技术以及定制化的设计服务，深度参与到HBM产品的早期设计和持续优化过程中。它们正逐步从单纯的制造商，转型为提供整体解决方案的关键战略伙伴。这种产业链上下游之间日益紧密和深入的协同合作模式，不仅极大地加速了HBM技术的创新步伐，也正在重塑整个半导体产业的竞争格局和价值链。

新媒网认为，定制化HBM技术的发展，对于整个AI计算产业具有深远的战略意义。它预示着未来的AI芯片在处理能力和能效之间将能够达到一个前所未有的平衡点。这将有力地支持更大规模的AI模型训练，推动更复杂的实时推理任务，并最终促进人工智能技术在更广泛领域的应用落地和商业化进程。HBM4时代，定制化技术和先进封装方案将无疑成为内存厂商和AI芯片设计公司在市场中获取和维持竞争优势的关键所在。

总结与未来展望

台积电C-HBM4E技术的发布，及其在制程工艺和架构集成度上的创新，为即将到来的HBM4高性能内存时代设定了新的行业标杆。从引入先进的N3P制程实现双倍能效，到将内存控制器直接内嵌于基底逻辑晶粒，再到与美光、SK海力士等头部存储厂商的紧密合作，所有这些进展都指向一个明确的发展方向：即通过深度的技术定制和高效的产业链协同，共同应对AI时代对极致计算能力和能效的持续追求。展望未来，HBM技术将继续在高度定制化、高集成度、高能效的道路上不断演进，持续为全球数字经济和人工智能技术的进步注入新的动力。

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本文来源：新媒网 https://nmedialink.com/posts/tsmc-c-hbm4e-ai-chips-double-eff-2027-prod.html