【导读】2025年8月，全球AI芯片龙头英伟达宣布一项关键战略举措：将于2027年下半年小规模试产自研HBM（高带宽内存）Base Die，采用台积电3nm工艺制造。这一动作直指其长期以来的“短板”——HBM依赖症。作为AI芯片的“数据管道”，HBM的性能与能效已成为制约英伟达GPU/CPU发挥极限算力的核心瓶颈，而此次自研Base Die，不仅是为了降低对SK海力士、三星等存储巨头的依赖，更旨在通过垂直整合存储架构，优化HBM与算力核心的匹配度，巩固其在高性能计算领域的领先地位。
一、痛点倒逼：HBM成AI芯片“成本与性能双瓶颈”
在英伟达从A100到Blackwell Ultra的AI芯片迭代中，HBM的角色愈发关键：其成本占比已从2020年的30%飙升至2024年的50%以上，成为芯片BOM（物料清单）中最贵的组件；而在性能层面，HBM的带宽直接决定了AI模型（如GPT-4、Gemini Ultra）的推理速度——当模型参数从万亿级跃升至十万亿级，HBM的传输速率需同步提升至10Gbps以上（HBM4标准要求），否则会出现“算力过剩、内存 bottleneck”的尴尬。
当前，HBM市场由SK海力士（占比约45%）、三星（30%）、美光（20%）主导，英伟达作为最大采购商，虽能通过规模效应议价，但始终无法突破“存储厂商定义Base Die功能”的限制。例如，SK海力士的HBM3e Base Die采用5nm工艺，虽能满足当前需求，但无法适配英伟达下一代GPU的“能效优化”设计——这也是其决定自研的核心动因。
二、自研路径：3nm工艺+功能定制，强化垂直整合
英伟达此次自研的HBM Base Die，并非简单复制现有产品，而是围绕“适配自身算力架构”做了两大升级：
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工艺迭代：采用台积电3nm逻辑制程（当前HBM Base Die多为5-7nm），更适合HBM4时代的高传输速率要求（10Gbps以上），同时降低功耗（预计比5nm工艺减少20%）；
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功能定制：在Base Die中引入NVLink Fusion协议接口，直接对接英伟达的GPU/CPU核心，提升数据传输效率。例如，传统HBM与GPU的通信需通过第三方中介层，延迟约10ns，而自研Base Die可将延迟缩短至5ns以内，这对需要“低延迟、高并发”的AI推理场景（如自动驾驶、实时翻译）至关重要。
三、战略意图：从“采购者”到“架构定义者”
英伟达自研Base Die的目标，远不止“降低成本”：
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打破技术壁垒：当前HBM的Base Die设计由存储厂商主导，英伟达无法深度参与功能优化（如纠错机制、缓存策略）。自研后，可将Base Die与自身GPU的“张量核心”“Transformer引擎”做协同设计，实现“算力-存储”的端到端优化；
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强化生态控制：通过Base Die的模组化设计，英伟达可将HBM与NVLink Fusion开放架构绑定，吸引联发科、世芯等合作伙伴采用其存储方案——这些厂商无需自行设计Base Die，只需采购英伟达的模组，即可快速集成到自家AI芯片中，从而扩大英伟达生态的覆盖范围；
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提升议价能力：自研Base Die后，英伟达将从“全依赖采购”转变为“部分自研+部分采购”，对SK海力士等厂商的议价权将显著增强——未来，存储厂商的角色可能从“全面HBM提供者”退化为“Base Die组件供应商”。
四、行业影响：HBM市场迎来“算力厂商定义规则”时代
英伟达的入局，将彻底改变HBM市场的竞争格局：
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存储厂商的应对：SK海力士已宣布加速HBM4量产（计划2026年推出），并开放Base Die的“定制化接口”，试图挽留英伟达等大客户；三星则联合台积电，推出“7nm HBM Base Die+3nm GPU”的协同设计方案，应对竞争；
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上游产业链受益：自研Base Die将带动混合键合（Hybrid Bonding） 、新型中介层（Interposer） 等配套技术的需求增长——这些技术是实现HBM与GPU高密集成的关键，预计2027年全球混合键合市场规模将从2024年的15亿美元增长至30亿美元；
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AI芯片生态重构：英伟达通过“算力核心+存储核心”的垂直整合，将进一步拉开与AMD、英特尔等竞品的差距——例如，AMD的MI300X芯片虽采用HBM3e，但因无法定制Base Die，其内存能效比英伟达Blackwell Ultra低18%。
五、未来展望：2027年试产，2028年规模化应用
英伟达表示，2027年下半年的试产将重点验证3nm Base Die的良率（目标≥80%） 与功能兼容性（与下一代GPU的匹配度），若进展顺利，2028年将逐步规模化应用于其旗舰AI芯片（如Blackwell 2系列）。届时，英伟达的AI芯片将实现“算力核心（GPU/CPU）+存储核心（自研HBM Base Die）+ 互连核心（NVLink Fusion）”的全栈自主，其在高性能计算领域的竞争力将进一步强化。
结语
英伟达自研HBM Base Die，是其从“算力提供者”向“架构定义者”转型的关键一步。通过解决HBM这个“卡脖子”问题，不仅能降低成本、提升性能，更能通过垂直整合存储架构，巩固其在AI芯片市场的垄断地位。对于整个行业而言，这一举措将推动HBM市场从“存储厂商主导”转向“算力厂商定义”，加速AI芯片的“算力-存储”协同优化，为下一代十万亿参数模型的落地铺平道路。
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