
三星电子已同意从台积电采购英伟达专有NVHBM内存架构的基础晶圆(base dies),采用其3nm工艺制造。这一决定标志着三星内存部门赖以生存的垂直整合模式出现重大裂痕。据报道,在内审认定自家SF2工艺无法达到英伟达在规模与可靠性方面的良率要求后,三星将合同交给了这家台湾代工厂。
此举证实了半导体行业数月来的观察:三星SF2全环绕栅极(GAA)工艺约50%至60%的良率,与台积电N3 FinFET节点超90%的良率之间存在巨大差距。这近40个百分点的良率落差,已成为三星代工在高端AI内存市场失去竞争力的决定性因素。
值得注意的是,三星并非孤例。三大高带宽内存(HBM)供应商——三星、SK海力士和美光科技——均将从台积电采购NVHBM基础晶圆。这意味着,台积电已成为英伟达路线图所有高端AI内存项目的唯一逻辑制造合作伙伴。
NVHBM架构变革:基础晶圆升级为逻辑芯片
理解这一决策的关键,在于英伟达对NVHBM架构的重构。在传统HBM世代中,内存控制器位于GPU或加速器芯片上,占用宝贵的计算硅片面积。而英伟达在2026年8月发布的NVHBM架构,将完整的内存控制器直接集成至HBM堆栈底部的基础晶圆中。
英伟达表示,相比JEDEC HBM4E规范,新架构使每个堆栈的内存带宽提升高达30%,功耗降低15%,并为XPU计算芯片释放多达25%的晶圆面积。由于承载了复杂的内存控制逻辑,基础晶圆不再是被动的路由层,而是需要采用与领先GPU相同先进节点制造的复杂逻辑芯片。这也解释了为何英伟达指定3nm工艺,以及为何代工良率而非DRAM产能成为竞争核心。
良率差距引发的千亿级市场抉择
半导体良率直接决定单位成本与供应可靠性。在90%的良率下,单块晶圆产出的合格芯片数量是55%良率晶圆的1.6至1.8倍,且晶圆成本相同。对于英伟达Feynman GPU平台及其下游系统所需的数千万个NVHBM堆栈而言,这种成本与可靠性的叠加效应,使得三星代工在经济性上无法胜出。
这一差距部分源于技术路线的不同。三星在3nm节点率先引入GAA架构并延续至SF2,而台积电N3则是成熟的FinFET工艺。由于GAA制造公差更严,其工艺成熟度通常滞后于FinFET。台积电凭借更长时间的大批量生产经验,积累了更低的缺陷密度,而三星SF2尚未复制这一优势。
Counterpoint Research数据显示,全球HBM市场预计到2028年将达约1000亿美元。基础晶圆已成为决定代工厂能否赢得该市场高端层级的关键。
垂直整合叙事崩塌与台积电的结构性上位
三星曾引以为傲的全内部制造模式,旨在通过整合内存设计与代工业务,实现比SK海力士和美光更高效的协同。然而,这一叙事的前提是三星代工具备足够的工艺竞争力。现实表明,至少在英伟达要求的良率水平上,三星代工未能达标。
为避免因坚持使用内部工艺而彻底失去NVHBM订单,三星内存部门选择外包给台积电。尽管三星保留SF2作为备选方案,以应对台积电产能可能不足的风险,但这更多是一种维持竞争资格的计算性权衡,而非对内部优势的自信。
与此同时,台积电已在三家HBM供应商中确立结构性地位。SK海力士早已与台积电建立深厚关系,将其12nm工艺用于主流HBM4,并升级至3nm用于高端设计;美光也确认台积电为其HBM4E基础逻辑晶圆的指定制造商,目标2027年上半年投产。台积电虽不制造DRAM,却通过掌控基础晶圆层,在所有主要供应商的高端AI内存产品中获得了关键杠杆。
NVHBM在英伟达生态中的角色与未来
NVHBM是英伟达NVLink Fusion框架的扩展,旨在为超大规模客户提供供应多样性,降低单一供应商风险。亚马逊Annapurna Labs已成为首个指定合作伙伴,计划在其Trainium4定制加速器中支持NVHBM,实现与英伟达GPU的混合机架级集成。
英伟达预计将于2028年推出的Feynman GPU平台,将是首批全面部署NVHBM的产品。该平台将与Rosa CPU、NVLink-8互连等技术结合,构成英伟达完全集成的AI计算架构。在此之前,随着美光等厂商在2027年进入批量爬坡阶段,NVHBM供应链将逐步成熟。
三星的复苏之路与挑战
此次转单对三星内存部门而言是一个关键时刻。三星曾在HBM市场占据主导,但份额随SK海力士在Blackwell和Hopper世代的顺利认证而下滑。数据显示,2025年第二季度三星HBM份额跌至约15%,虽在2026年第二季度回升至约33%,但仍落后于SK海力士的50%。
三星于2026年2月启动HBM4大规模生产,并计划下半年批量出货HBM4E样品。公司还为定制HBM团队增加了250名工程师,专注于谷歌、Meta和英伟达项目。接受对台积电的依赖,使三星得以留在NVHBM竞争中,而非被边缘化。
未来的关键在于,三星SF2工艺能否在2027年英伟达锁定Feynman平台基础晶圆承诺之前,缩小与台积电的良率差距。这将决定三星代工是能夺回主导权,还是将在自身产品中对台积电形成长期依赖。
常见问题解答
HBM内存中的基础晶圆是什么,为何其代工厂节点很重要?
基础晶圆是HBM堆栈底部的芯片。在传统HBM中,它仅处理简单的路由和物理层接口,可在较旧工艺节点运行。英伟达NVHBM架构将完整内存控制器集成其中,使其成为复杂的逻辑芯片,需采用与GPU相同的先进制程(如3nm)。因此,代工厂的良率成为决定成本与供应的关键。
为何三星不使用自己的三星代工,而是使用台积电?
三星SF2工艺良率估计为50%-60%,而台积电N3超过90%。在英伟达的规模下,这一差距意味着台积电每块晶圆产出的合格芯片多出约60%-80%,且在供应可靠性上更具优势。三星为避免失去订单,选择外包给台积电,同时保留SF2作为备选,以平衡风险与竞争资格。
这是否意味着台积电现在控制了AI内存供应链?
台积电不制造DRAM存储单元,该部分仍由三星、SK海力士和美光生产。但台积电控制了所有高端NVHBM堆栈底部的逻辑基础晶圆层。这一结构性地位使其在不涉足内存制造的情况下,对所有主要HBM供应商的旗舰产品拥有杠杆作用。其持久性取决于三星SF2能否在未来几年缩小良率差距。
英伟达的NVHBM芯片何时会实际出现在生产型AI硬件中?
英伟达Feynman GPU平台预计2028年推出,作为NVHBM的首次全面部署。此前,NVHBM将通过NVLink Fusion框架应用,亚马逊Trainium4是首个指定合作伙伴。美光基于台积电工艺的HBM4E基础晶圆目标2027年上半年投产,表明供应链将在Feynman发布前进入批量爬坡阶段。