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前言：隨著AI技術的發(fā)展，存儲行業(yè)面臨的挑戰(zhàn)和機遇也在增加。AI的興起推動了對高帶寬存儲器的需求，而傳統(tǒng)的存儲解決方案無法滿足這一需求。HBM作為一種高帶寬存儲器，打破了傳統(tǒng)存儲的瓶頸，為AI芯片提供了理想的解決方案。華邦通過創(chuàng)新產(chǎn)品和技術，積極應對這些挑戰(zhàn)，推動行業(yè)技術進步。
HBM是一種用于GPU、服務器、高性能計算和網(wǎng)絡連接的3D堆疊DRAM存儲器。它旨在提供更高的帶寬和更低的功耗，與GDDR內(nèi)存相比，性能更優(yōu)越。HBM在AI大模型的數(shù)據(jù)計算中，能夠突破內(nèi)存容量和帶寬瓶頸，為GPU提供更快的并行數(shù)據(jù)處理速度，解決“內(nèi)存墻”問題，被視為GPU存儲單元的理想解決方案。HBM通過垂直堆疊內(nèi)存芯片，縮短信息傳遞時間。這些堆疊通過“中介層”快速連接到CPU或GPU，多個HBM堆棧與CPU或GPU一起插入轉(zhuǎn)接板，組裝好的模塊連接到電路板。雖然HBM沒有與CPU或GPU物理集成，但其性能與片上集成RAM幾乎沒有區(qū)別。
2023年，市場對HBM的需求持續(xù)增長，各大機構估計HBM市場空間在16至20億美元之間。目前主要的HBM生產(chǎn)商有美光、三星和SK海力士。HBM已經(jīng)成為AI芯片（特別是GPU芯片）主流的內(nèi)存解決方案。與GDDR方案相比，HBM通過垂直堆疊存儲Die，增加容量，改善存算分離導致的“內(nèi)存墻”問題，滿足了GPU對更多內(nèi)存和更高帶寬的需求。
多年來，華邦電子一直專注于中小容量的存儲利基市場。近年來，隨著AI算力下沉到邊緣端，華邦針對性的推出了CUBE產(chǎn)品以適應市場對于邊緣側(cè)AI算力的需求。2024年6月18日，華邦電子產(chǎn)品總監(jiān)朱迪接受了與非網(wǎng)記者的采訪，重點介紹了華邦電子的CUBE產(chǎn)品及應用趨勢。
華邦電子產(chǎn)品總監(jiān)朱迪
什么是CUBE？
2023 年 9 月 27 日，華邦電子宣布推出一項強大的內(nèi)存賦能技術CUBE (半定制化超高帶寬元件) ，可大幅優(yōu)化內(nèi)存技術，能夠?qū)崿F(xiàn)在混合云與邊緣云應用中運行生成式 AI 的性能。
CUBE 增強了前端 3D 結(jié)構的性能，例如 chip-on-wafer（CoW）和 wafer-on-wafer（WoW），以及后端 2.5D/3D chip-on-Si-interposer 的基板和扇出（Fan out）解決方案。CUBE 專為滿足邊緣 AI 運算裝置不斷增長的需求而設計，能利用 3D 堆棧技術并結(jié)合異質(zhì)鍵合技術而提供高帶寬低功耗的單顆1Gb 至 8Gb 內(nèi)存。除此之外，CUBE還能利用3D 堆棧技術加強帶寬降低數(shù)據(jù)傳輸時所需的電力。
CUBE 的推出是華邦實現(xiàn)跨平臺與接口無縫部署的重要一步。CUBE 適用于可穿戴設備、邊緣服務器設備、監(jiān)控設備及協(xié)作機器人等高級應用。
華邦推出的CUBE產(chǎn)品是一款適用于邊緣AI的創(chuàng)新存儲解決方案。CUBE通過高達1024個IO實現(xiàn)超高帶寬，盡管容量中小，但在邊緣AI應用中表現(xiàn)出色。這款產(chǎn)品采用2.5D或3D封裝，與主芯片SoC集成，實現(xiàn)系統(tǒng)的高集成度和小型化。朱迪強調(diào)，這款產(chǎn)品針對邊緣AI的需求，滿足容量、功耗和集成度的高要求。
華邦表示：“CUBE 可以釋放混合邊緣/云 AI 的全部潛力，以提升系統(tǒng)功能、響應時間以及能源效率?！贝送馊A邦還正在積極與合作伙伴公司合作建立 3DCaaS 平臺，該平臺將進一步發(fā)揮 CUBE 的能力。
朱迪指出，隨著AI、物聯(lián)網(wǎng)和邊緣計算的快速發(fā)展，市場對高性能、高帶寬和低功耗存儲解決方案的需求不斷增長。他認為未來的存儲技術將更加注重能效和性能的平衡。華邦電子將繼續(xù)專注于中小容量存儲市場，提供創(chuàng)新的存儲解決方案，以滿足不同行業(yè)客戶的需求。
他進一步解釋，AI的快速發(fā)展使得數(shù)據(jù)處理和存儲的需求呈爆炸性增長。在AI應用中，數(shù)據(jù)的實時處理和存儲至關重要，而高性能的存儲解決方案能夠有效提升AI系統(tǒng)的整體效率。同樣，物聯(lián)網(wǎng)設備的廣泛應用也帶來了大量數(shù)據(jù)的存儲和管理需求。物聯(lián)網(wǎng)設備通常需要低功耗、高可靠性的存儲解決方案，以確保在各種復雜環(huán)境中的穩(wěn)定運行。邊緣計算則通過在數(shù)據(jù)源頭進行計算，減少了對中心數(shù)據(jù)處理的依賴，提高了數(shù)據(jù)處理的效率和實時性。這些趨勢共同推動了市場對高性能、低功耗存儲解決方案的需求。
?邊緣計算與5G
朱迪表示，5G技術的普及使得邊緣計算的重要性日益凸顯。5G的高帶寬、低延遲特性推動了對高性能邊緣存儲解決方案的需求。華邦電子的CUBE產(chǎn)品正是為滿足這一需求而設計，通過高帶寬、低功耗和高集成度，為邊緣計算提供理想的存儲解決方案。
他強調(diào)，5G技術不僅改變了通信行業(yè)的面貌，還深刻影響了存儲市場的發(fā)展。邊緣計算作為5G應用的一個重要領域，正在迅速崛起。邊緣計算通過在靠近數(shù)據(jù)源的地方進行數(shù)據(jù)處理，可以大大減少數(shù)據(jù)傳輸?shù)难舆t，提高數(shù)據(jù)處理的實時性。這種計算模式需要高帶寬和低延遲的存儲解決方案，以支持復雜的計算任務和海量數(shù)據(jù)處理。華邦電子的CUBE產(chǎn)品以其卓越的性能和低功耗特性，成為邊緣計算存儲的理想選擇，能夠滿足不同行業(yè)客戶的需求。
物聯(lián)網(wǎng)市場
隨著物聯(lián)網(wǎng)設備的普及，市場對低功耗、高性能存儲解決方案的需求不斷增加。華邦電子將繼續(xù)致力于研發(fā)和推出滿足這些需求的產(chǎn)品，通過不斷創(chuàng)新，為客戶提供更優(yōu)質(zhì)的存儲解決方案。
朱迪指出，物聯(lián)網(wǎng)設備的數(shù)量在不斷增加，從智能家居設備到工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應用，覆蓋了各個行業(yè)。這些設備通常具有小型化、低功耗的特點，因此對存儲解決方案的要求也相應提高。華邦電子通過持續(xù)的技術創(chuàng)新，推出了一系列適用于物聯(lián)網(wǎng)市場的存儲產(chǎn)品，包括低功耗、高可靠性的NOR Flash和高性能的NAND Flash。這些產(chǎn)品不僅能夠滿足物聯(lián)網(wǎng)設備的需求，還能為客戶提供更多的選擇和靈活性。
帶寬相當于HBM2，CUBE的幾大優(yōu)勢？
朱迪對與非網(wǎng)記者表示，CUBE與HBM的最大區(qū)別在于容量。HBM容量非常大，通常疊4層或8層，而CUBE容量相對較小，適用于邊緣端應用。HBM帶寬高、功耗大，因此主控芯片與存儲芯片需緊密集成。而華邦的CUBE也遵循類似思路，采用2.5D或3D封裝，減少PCB走線，提升速度和帶寬，降低功耗。CUBE通過多IO連接，類似HBM，提升數(shù)據(jù)吞吐量。傳統(tǒng)DRAM的IO線數(shù)量有限，而CUBE可以做到256、512甚至1024的IO口，提升數(shù)據(jù)吞吐量。
CUBE的優(yōu)點包括：
節(jié)省電耗：功耗低于1pJ/bit，優(yōu)化能源使用。
卓越性能：帶寬達16GB/s至256GB/s。
較小尺寸：基于20nm標準，提供1Gb-8Gb容量，未來有16nm標準，增強性能和散熱。
高經(jīng)濟效益、高帶寬：IO速度高達2Gbps，與28nm和22nm的SoC集成，帶寬相當于HBM2。
SoC芯片尺寸減小：堆疊方式使芯片尺寸更小，為邊緣AI設備帶來成本優(yōu)勢。
與HBM相比，華邦電子的CUBE產(chǎn)品具有更高的靈活性和定制化能力。HBM通常用于高性能計算和數(shù)據(jù)中心，而CUBE更適合邊緣計算應用。這是因為邊緣計算要求快速響應時間和較低的功耗，而這些都是CUBE產(chǎn)品的強項。CUBE產(chǎn)品采用了先進的封裝技術，使其能夠在小型封裝內(nèi)實現(xiàn)高帶寬和高性能，同時保持低功耗。CUBE產(chǎn)品的另一大優(yōu)勢是其定制化能力。華邦電子能夠根據(jù)客戶的具體需求，提供不同容量和性能的CUBE產(chǎn)品。這使得CUBE產(chǎn)品在許多應用場景中都具有競爭力，包括物聯(lián)網(wǎng)設備、智能家居設備、工業(yè)控制系統(tǒng)等。
此外，華邦電子的CUBE產(chǎn)品還具有很高的可靠性和穩(wěn)定性。華邦電子采用了先進的制造工藝和嚴格的質(zhì)量控制措施，確保每一顆CUBE產(chǎn)品都具有出色的性能和可靠性。據(jù)悉，CUBE產(chǎn)品已經(jīng)有一些客戶合作案例和項目，對于擁有創(chuàng)新精神的客戶來說，這將為他們帶來獨特、差異化的價值。
朱迪表示，華邦專注于利基型產(chǎn)品，CUBE作為半定制化存儲元件（element），針對可穿戴設備、邊緣服務器、監(jiān)控設備及協(xié)作機器人等高級應用。CUBE通過高帶寬和低功耗特點，適用于實時高清信號處理和AI處理判斷。邊緣運算有不同等級，華邦的CUBE適用于高算力和高帶寬要求的應用。其他低功耗產(chǎn)品如HYPERRAM?適用于低算力需求的邊緣運算。在物聯(lián)網(wǎng)設備中，CUBE產(chǎn)品可以提供高效的存儲解決方案，支持設備的實時數(shù)據(jù)處理和分析。在智能家居設備中，CUBE產(chǎn)品能夠支持更智能的功能和應用，如語音識別、圖像處理等。在工業(yè)控制系統(tǒng)中，CUBE產(chǎn)品能夠提供穩(wěn)定可靠的存儲性能，支持復雜的工業(yè)自動化和控制應用。
他進一步解釋道，邊緣AI設備需要低功耗、高帶寬的存儲，以實現(xiàn)快速響應和高效運行。例如，許多AIoT設備、穿戴式設備和智能家居產(chǎn)品，都要求在電池續(xù)航時間方面有優(yōu)秀表現(xiàn)。這些設備通常依賴電池供電，功耗要求極高。華邦的CUBE產(chǎn)品能夠滿足這些要求，使設備在待機狀態(tài)下快速啟動，響應外部事件并迅速完成任務后恢復休眠狀態(tài)。
華邦電子的KGD定制模式
朱迪也特別提到了華邦產(chǎn)品的兩種定制化和通用化商業(yè)模式。他對與非網(wǎng)記者解釋，盡管CUBE是定制化產(chǎn)品（嚴格來講是半定制化），華邦在深耕行業(yè)30年中，更多產(chǎn)品是通用化的，以滿足廣泛客戶需求。定制化產(chǎn)品如CUBE滿足特定應用場景，但大多數(shù)產(chǎn)品仍是通用的。
關于CUBE產(chǎn)品的商業(yè)模式，朱迪解釋其內(nèi)涵。CUBE被稱為KGD 2.0，其前身KGD 1.0（Known Good Die）指的是芯片SIP合封，即DRAM和SOC芯片堆疊或并排封裝。這種模式在業(yè)界已成熟多年，尤其在中小容量DRAM產(chǎn)品（如1Gbit以下）的封裝中，具有低成本和小占板面積的優(yōu)勢。朱迪強調(diào)，這種模式已成行業(yè)潮流，國內(nèi)許多封裝廠都在進行多芯片封裝操作。
在KGD 2.0模式下，華邦銷售測試好的wafer（晶圓）給客戶，由客戶選擇封裝廠進行封裝。朱迪指出，未來商業(yè)模式中封裝廠的角色將更重要。華邦將繼續(xù)專注于提供DRAM wafer，并可能提供更多服務，如測試等。他舉例說，華邦作為DRAM wafer供應商，可以將wafer銷售給意法半導體，并由封裝廠完成封裝工作。
據(jù)介紹，在KGD領域華邦的客戶包括君正、國科、富瀚和星宸等國內(nèi)半導體上市公司?！叭A邦的DRAM產(chǎn)品超過一半都是賣KGD，“朱迪提到，華邦在中國大陸擁有上百家客戶，涵蓋各個細分應用領域。
朱迪還討論了HBM和AI芯片的制造和封裝問題。他表示，當前AI芯片（尤其是HBM存儲）大多由原廠直接制造和封裝，因為高性能需求使得傳統(tǒng)封裝廠無法滿足。存儲原廠、SOC原廠及先進封裝廠在此過程中扮演著關鍵角色。
與意法半導體的合作
朱迪特別介紹了華邦與意法半導體的合作。幾年前，MCU企業(yè)對外掛存儲的需求不大，但隨著系統(tǒng)復雜度增加和軟件規(guī)模擴大，特別是在掛屏應用中，對DRAM和Flash外掛的需求逐漸增多。華邦電子加強了與意法半導體的合作，提供支持HYPERRAM?接口和DDR3的產(chǎn)品，并在Flash方面支持8線NOR Flash接口。
2023 年 3 月 08 日，華邦電子與意法半導體宣布達成合作，將華邦的利基型內(nèi)存芯片和內(nèi)存模塊導入意法半導體的 STM32 系列微控制器（MCU）和微處理器（MPU）。
本次合作的重點旨在將華邦的 DDR3 內(nèi)存與意法半導體的 STM32MP1 系列微處理器相結(jié)合。
STM32MP1 MPU 可搭載多達兩個 Cortex-A7 內(nèi)核，并集成了先進外設、物聯(lián)網(wǎng)安全硬件和片上高效電源轉(zhuǎn)換電路等多種功能。華邦 DDR3 內(nèi)存可作為 MPU 的內(nèi)存緩沖，為工業(yè)網(wǎng)關、數(shù)據(jù)集中器、智能電表、條形碼掃描器、智能家居，以及其他需要高性能和先進安全性的多種應用帶來性能升級。
此外，華邦還將導入 HYPERRAM 產(chǎn)品作為內(nèi)存緩沖，為意法半導體最新推出的基于先進 Cortex-M33內(nèi)核的超低功耗 MCU STM32U5 提供理想支持。HYPERRAM? 接口與 SDR 和早期 DDR 等舊接口標準兼容，可直接替換，全面幫助系統(tǒng)降低能源消耗。相較于傳統(tǒng)的 pSRAM，HYPERRAM? 性能大幅提升，可為 STM32U5 提供所需的高速、低成本、低引腳數(shù)和超低功耗的內(nèi)存解決方案。
他指出，隨著物聯(lián)網(wǎng)和智能設備的發(fā)展，MCU的功能和復雜度不斷提升，這導致對高性能存儲的需求增加。意法半導體作為全球領先的MCU供應商，與華邦電子在多個項目上展開了深入合作。華邦為其提供了一系列高性能的存儲解決方案，幫助意法半導體提升產(chǎn)品競爭力。雙方的合作不僅促進了各自產(chǎn)品的發(fā)展，也推動了整個行業(yè)的技術進步。
高度安全，華邦電子如何布局車用市場？
華邦電子的存儲產(chǎn)品在多個行業(yè)中得到廣泛應用，包括消費電子、工業(yè)控制、汽車電子和通信設備等。在消費電子領域，華邦的存儲產(chǎn)品被廣泛應用于智能手機、平板電腦和智能家居設備。在工業(yè)控制領域，華邦的存儲產(chǎn)品被應用于工業(yè)自動化、智能制造和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)。在汽車電子領域，華邦的存儲產(chǎn)品被應用于車載信息娛樂系統(tǒng)和自動駕駛系統(tǒng)。在通信設備領域，華邦的存儲產(chǎn)品被應用于基站、交換機和路由器等。
據(jù)了解，華邦是全球第五大車用存儲廠商。根據(jù)華邦2022年的數(shù)據(jù)顯示，華邦在汽車上的布局都是車規(guī)級產(chǎn)品，ADAS是其目前瞄準的應用之一。ADAS系統(tǒng)中的傳感器包括激光雷達、毫米波雷達和攝像頭，華邦的NOR Flash和DRAM在這些傳感器中都有應用機會。朱迪還提到，華邦的產(chǎn)品在汽車儀表盤領域也有廣泛應用，尤其是在被集成化、一芯多屏的趨勢下，華邦的存儲產(chǎn)品能夠提供高度安全的冗余備份。他解釋說，汽車系統(tǒng)通常都有冗余備份，如果主控芯片出現(xiàn)故障，系統(tǒng)仍能正常運行，顯示基本信息，這對汽車安全至關重要。
2022年8月31日，華邦電子宣布通過TüV NORD頒發(fā)的ISO/SAE 21434道路車輛網(wǎng)絡安全管理體系認證，成為全球首家獲得該認證的存儲廠商。ISO/SAE 21434標準適用于汽車系統(tǒng)，從概念、開發(fā)、生產(chǎn)、使用到報廢過程中所需的安全標準，要求汽車系統(tǒng)具備更強的信息安全功能以抵御網(wǎng)絡攻擊。許多汽車制造商及其部件供應商將通過ISO/SAE 21434認證作為強制標準，以改善車輛對網(wǎng)絡威脅的管理能力。
TüV NORD CERT功能安全與安保部門高級副總裁Matthias Springer表示，華邦實行的網(wǎng)絡安全管理體系符合ISO/SAE 21434標準并取得認證，可提供整體安全解決方案。這對汽車等對安全需求較高的關鍵行業(yè)尤為重要，華邦的TrustME? W77Q安全閃存已獲得SGS Brightsight和SGS-TüV Saar的CC EAL2和ISO26262 ASIL-C認證，能夠同時滿足汽車系統(tǒng)對人車安全和網(wǎng)絡安全的新需求。華邦的Serial NOR、QspiNAND和OctalNAND閃存產(chǎn)品也獲得了ISO26262 ASIL-B認證。
為滿足汽車應用的長期支持需求，華邦推出了產(chǎn)品延長保修計劃（Product Longevity Program, WPLP），成為全球首選的內(nèi)存供應商。朱迪特別分享了客戶在典型汽車應用中的觀察。他提到，汽車應用中有雷達、攝像頭作為傳感器，還有ADAS主控芯片負責運算。如果傳感器端的算力足夠強，數(shù)據(jù)預處理需求降低，從而減小主控芯片的算力需求。這使得邊緣端成為一種降低成本的方式。華邦的邊緣側(cè)AI產(chǎn)品針對高帶寬、低容量或中小容量的應用，速度和帶寬上媲美HBM，對客戶非常有吸引力。
朱迪談到，近年來，汽車行業(yè)生態(tài)發(fā)生了很大變化，以前講的是Tier 1供應商，現(xiàn)在出現(xiàn)了Tier 0、Tier 0.5等新的概念。過去，華邦的直接客戶是Tier 1供應商，現(xiàn)在有很多車廠直接參與到關鍵器件的選型中。他提到，IDH公司（獨立設計公司）也成為了華邦的重要合作伙伴，這些公司專注于軟件和硬件方案的設計。華邦與IDH公司以及主控平臺方案商的互動非常密切，如NXP、Mobileye、地平線、芯馳和黑芝麻等。他解釋說，因為華邦需要與這些廠商的方案做適配，然后提供給終端客戶。
2025年將迎來存儲大年，將擴產(chǎn)高雄廠
朱迪談到中小容量DRAM市場的趨勢和價格調(diào)整。他指出，大容量DRAM價格自去年下半年開始一路飆升，主要受需求和大廠自救的推動。雖然中小容量DRAM的價格修正幅度較小，但他對未來需求保持樂觀。隨著AI和HBM需求增加，DRAM市場將繼續(xù)改善。他解釋，需求的帶動和大廠的自救是價格上漲的主要原因，特別是HBM需求的火爆。隨著大廠將產(chǎn)能轉(zhuǎn)向更高容量的產(chǎn)品，比如HBM和DDR5，中小容量的存儲市場前景看好。他相信，明年DRAM行業(yè)將迎來一個存儲的大年，特別是中小容量的存儲市場將受益。
朱迪對未來的市場前景保持樂觀。他認為，電子行業(yè)需求將回升，尤其在電腦和手機等出貨量大的細分領域。這些領域需求恢復將帶動整個行業(yè)發(fā)展。他還提到，HBM在DRAM行業(yè)中所占的產(chǎn)能比例將大幅增加，根據(jù)第三方報告，預計明年HBM可能占到30%的產(chǎn)能，這將對整個行業(yè)產(chǎn)生巨大影響。他解釋說，DRAM行業(yè)供需平衡非常敏感，5%的供需失衡就會導致明顯的市場波動。隨著HBM需求增加，DRAM產(chǎn)能的壓力將加大，這對中小容量存儲市場來說是積極信號。
目前，華邦的 DRAM 產(chǎn)品布局包括 1Gb-4Gb DDR3、128Mb-2Gb DDR2、512Mb-2Gb LP DDR2，以及 LP DDR4x、LP DDR3、LP DDR、SDRAM，適用于需配備 4Gb 或以下容量 DRAM 的應用， 如人工智能加速器、物聯(lián)網(wǎng)、汽車、工業(yè)用、電信、WiFi-6、WiFi-6E、xDSL、光纖網(wǎng)絡、智能電視、機頂盒、IP 攝像頭等。
朱迪還介紹了華邦高雄新廠的擴展計劃。月產(chǎn)能從去年的一萬片到今年的一萬五千片，明年預計達到兩萬片。他表示，這些擴展是基于對未來市場需求的積極預期。華邦作為有自有fab廠的存儲廠家，持續(xù)投入資源擴展產(chǎn)能，以滿足市場需求并擴大市場份額。他提到，華邦愿意投入大量資源建設新廠，是基于對行業(yè)需求的確定性預期。他認為，產(chǎn)能不足會限制市場份額的擴大，因此擴展產(chǎn)能對華邦來說至關重要。
總結(jié)
最后，朱迪認為，通用類產(chǎn)品市場波動較大，同質(zhì)化嚴重，而定制化、半定制化的創(chuàng)新型產(chǎn)品能夠滿足客戶的差異化需求。華邦將繼續(xù)關注這些客戶，提供不一樣的解決方案，推動行業(yè)創(chuàng)新發(fā)展。他強調(diào)，華邦將繼續(xù)致力于技術創(chuàng)新和產(chǎn)品優(yōu)化，通過定制化和半定制化的解決方案，滿足客戶的個性化需求。華邦電子將繼續(xù)專注于中小容量存儲市場，提供高效、可靠的存儲解決方案，以應對市場的快速變化和不斷增長的需求。
下載ECAD模型
