韩国投巨资建芯片厂，光互连HBM成AI新方向

韩国方面近期宣布了一项重大的半导体产业规划，计划在该国西南部地区投资韩元800万亿（约人民币3.52万亿元），用于建设四座新的芯片制造厂。这四座工厂将由SK海力士和三星电子分别负责建设两座，旨在未来五年内实现动态随机存取存储器（DRAM）产能翻番。业内分析认为，此举不仅是该国迄今为止最大规模的芯片产业布局，也标志着全球人工智能算力基础设施建设竞争的加剧。

推动此次产能扩张的主要动力，源于大型语言模型和生成式人工智能对图形处理器（GPU）及高带宽内存（HBM）需求的激增。据TrendForce数据显示，2025年HBM的市场需求预计将同比增长130%左右，并在2026年继续保持约70%的增速，整体市场规模呈现持续扩大的趋势。然而，随着人工智能计算负载的不断增加，系统对内存带宽和容量的标准愈发严格。目前GPU与HBM采用的紧密封装模式，在物理限制和技术瓶颈方面正面临严峻挑战。

为了打破现有的技术壁垒，半导体底层架构正在经历深刻调整。据《ZDNet》今年5月报道，韩国知名存储企业的研发人员透露，行业内正在研究将GPU和HBM分别进行独立封装，并通过光纤链路进行连接的新方案。该方案有望让GPU支持的HBM容量比现有设计提升数倍。TrendForce也指出，业界正在尝试将HBM与GPU解耦以突破容量限制，而光互连技术被认为是实现这一目标的关键途径之一。

传统HBM主要依靠硅转接板和先进封装技术紧贴GPU运行，虽然具备低延迟和高带宽的优势，但存在扩展性差、容量受限于封装空间、散热和功耗压力大等问题，且两者绑定过深。相比之下，光互连高带宽内存（Optical HBM）利用共封装光学（CPO）、硅光子或光学输入/输出（I/O）技术，将部分电信号传输替换为光信号传输。这种设计使得HBM无需完全依附于GPU，能够以更灵活、更大规模的方式进行配置和调用，从而构建出类似“存储资源池”的架构。这种架构转变的核心目的，在于应对人工智能计算中日益凸显的内存容量不足、带宽扩展受限、数据传输成本高昂以及整体功耗激增等系统性难题。

在产业布局方面，三星早在2023年就提出了在处理器封装和HBM堆叠中引入光互连技术的构想，以期实现飞秒级延迟并优化功耗与带宽。今年3月，其晶圆代工部门发布了新的技术路线图，打算在2028年开始量产硅光子技术，并将其与先进封装和HBM深度融合，以缩小与行业领先企业台积电的差距。

这种架构的转型将对半导体供应链的多个环节产生广泛影响。首先，HBM领域的头部企业如美光科技、三星电子和SK海力士将直接受益。如果Optical HBM得以应用，HBM在人工智能系统中的地位将从单纯的配套组件升级为关键的存储基础设施，其产业价值逻辑也将发生相应转变。

其次，光互连相关产业将迎来显著增长，涵盖硅光子、光电转换模块、光引擎及CPO等技术领域。博通、迈威尔科技、Coherent、Lumentum以及POET Technologies等光通信和硅光供应链企业有望从中获益。同时，日韩两国的光学元件、材料及封装设备制造商也可能同步受惠。不过，若技术重点转向封装内光学I/O，价值分配可能会向能够融入先进封装体系的硅光及光引擎供应商倾斜。

第三，先进封装与混合键合技术是支撑新架构的基础。CoWoS、2.5D/3D封装、芯粒（Chiplet）架构以及硅转接板等技术至关重要。台积电、日月光、Amkor Technology、ASMPT、Ibiden和Shinko Electric Industries等厂商具备相关能力。其中，混合键合技术被视为关键突破口，业界预计2026年前后将是观察该技术导入进度的重要节点。

第四，在封装材料方面，若未来架构采用大面积光互连转接板、面板级封装或玻璃基板，康宁、LG Innotek等关键材料及元器件供应商将获得新的发展空间，涉及ABF封装基板、低损耗材料、散热及光波导材料等领域。未来的封装竞争将演变为涵盖电、光、热及结构稳定性的系统级整合较量。

最后，人工智能服务器和GPU生态系统也将间接受益。英伟达、AMD等AI基础设施核心企业将因架构升级带来的计算需求扩张而获益。Optical HBM的成熟有助于打破GPU端的内存容量和带宽限制，使AI集群能够支持更大的模型和更高的推理吞吐量。但新增价值仍主要集中在HBM、先进封装和硅光等基础供应链环节。

尽管光互连高带宽内存展现了广阔的技术前景，但业内普遍认为该技术目前仍处于远期规划阶段。在短期和中期内，传统的CoWoS技术以及2.5D/3D铜线封装仍将占据市场主导地位。光互连架构要实现全面的商业化应用，预计还需要经过数年的技术攻关与量产验证。

注：按1韩元≈0.0044人民币计算