取代LPDDR, 华为和苹果都看上的HBM有何魔力

“高通骁龙8至尊版主控搭配LPDDR5X Ultra内存+UFS4.1闪存，构成了性能铁三角”，这无疑是自从2025年秋季开始，主打性能表现的Android旗舰在宣传时的常用话术。在市场竞争白热化的手机圈，性能成为了各大厂商比拼内功的关键，同时也是新技术应用最频繁的场景。

日前有消息源透露，华为或将抢先苹果落地HBM内存。但在此之前，业界一直流传着苹果方面将在20周年纪念版iPhone上，将HBM内存应用到移动设备中，从而带来新一轮的性能革命。

那么HBM内存究竟是什么，与现在主流的LPDDR5有何不同呢？事实上，HBM（High Bandwidth Memory，高带宽内存）是一种基于3D堆栈技术，通过TSV（硅通孔）和微凸块（ubump）工艺实现的多层DRAM芯片垂直堆叠。而DDR（Double Data Rate）则采用的是并行总线架构，常见于DIMM（双列直插式内存模块）形式。

其实HBM和DDR的核心原理一模一样，两者都是易失性存储器，每一个数据均通过一个晶体管和一个电容组成的Cell来存放，其中的电容器用于存储电荷来代表二进制数据“1”或者“0”‌，晶体管则作为开关与周边电路联通实现读、写、刷新操作。

两者的区别在于架构设计，如果将传统的DDR视作 “平房”，那么HBM就是“楼房”。通过3D堆栈技术，HBM可以缩短数据传输的路径、大幅提高数据吞吐量，再依靠中间介质层与计算芯片紧凑连接，从而节省芯片面积，最终带来更大的带宽。

HBM的带宽究竟有多高呢？以最新的HBM3E为例，其传输速率达到了9.6GB/s，可提供1.2TB/s带宽。作为对比，LPDDR5X的带宽为8533Mbps（1066.6MB/s），也就是说HBM3E的带宽是LPDDR5X的1180倍。

那么问题也就来了，HBM和DDR在原理相同的情况下，前者为何会拥有更大的带宽？其实秘诀就在于HBM3E使用了支持1024位的数据总线宽度，而LPDDR5X则是64位总线。但1024根数据线显然无法用传统的PCB布线实现，所以HBM就需要用额外的硅中介层，通过3D堆栈技术与处理器（CPU、GPU）连接。

但有得必有失，使用3D堆栈和硅中介层带来的结果就是成本飙升。无论是台积电的CoWoS、还是英特尔的EMIB，硅中介层都极为昂贵，因此也限制了HBM被广泛采用。即便是在没有考虑封装测试的情况下，HBM成本就达到了GDDR的三倍左右。

既然如此，华为和苹果为何会考虑将昂贵的HBM带到智能手机上呢。别的不谈，当年在巴宝莉前CEO安吉拉·阿伦茨的领导下，苹果就曾尝试过奢侈品化，结果超高的定价直接导致iPhone X、iPhone XS的溃败。难道说是苹果转性了，HBM内存带来的溢价不会转嫁给消费者？

事实上，HBM大规模应用在智能手机领域是必然，只是溢价能力更强的苹果和华为有资格尝鲜而已。其实早在2013年，SK海力士就已经量产HBM芯片，可直到最近两年，市场才表现出了对HBM的强劲需求，并且这一切也是靠AI大模型的催化。

当下AI模型的训练和推理对于AI芯片存储架构设计的需求，是既要高带宽、又要大容量。其中大容量很好理解，因为足够大的内存才能将参数规模惊人的模型给放进去，而高带宽则可以让AI模型更快地从内存中访问数据、以缩短计算时间。财大气粗的AI厂商为了在市场竞争中取得领先，自然不吝于花大价钱购买HBM来获取优势。

同理，手机厂商如果坚信AI手机是未来，那么将HBM用到手机上就是必然。因为更安全、更能保护用户隐私性的端侧大模型才是消费者希望看到的，所以这就注定了当下的端云混合模型只能是过度，AI手机的未来一定会是在更大规模的端侧模型上。而使用HBM则可以让手机容纳更大规模的端侧模型，进而提升竞争力。

不仅如此，HBM用到手机上还有另外一个优势，那就是3D堆叠可以节省芯片面积，为机身内部设计释放更多空间。所以除非AI手机不被消费者接受，否则HBM几乎必定会取代现有的LPDDR、成为未来智能手机的标配。