3DDRAM：开启端侧AI蓝海：DRAM_架构由_2D_转向_3D，代表下一代端侧_AI_技术趋势_10页_1mb

3D DRAM: 开启端侧 AI 蓝海总结

核心内容

3D DRAM 是当前端侧 AI 技术发展的重要方向，随着 DRAM 制程微缩放缓，从 2D 转向 3D 架构成为必然趋势。3D DRAM 通过将多颗 2D DRAM 存储单元堆叠，显著提升内存带宽与能效，为 AI 推理速度的提升提供关键支持。NPU 作为协处理器的运用与 3D DRAM 技术的结合，被认为是下一代端侧 AI 技术的重要趋势。报告重点推荐兆易创新及其相关子公司，认为其在 3D DRAM+NPU 方案上具有明显优势。

主要观点

• DRAM 技术发展趋势：随着 DRAM 制程进入 10nm 级别，面临工艺完整性、成本、电容器漏电、传感裕度等挑战。3D 架构被认为是解决这些问题的关键。
• 3D DRAM 技术路径：主要技术方案包括 HBM、CUBE、WoW（Wafer on Wafer）等，其中混合键合（Hybrid Bonding）因其高连接密度、低电阻、低功耗等优势，成为未来主流方案。
• AI 推理瓶颈：当前 AI 端侧推理速度主要受限于内存带宽，而非算力。3D DRAM+NPU 的堆叠方案可显著提升内存带宽，从而突破这一瓶颈。
• NPU 技术趋势：NPU 作为专为 AI 推理优化的协处理器，其低功耗、高能效的特性使其成为端侧 AI 发展的重要支撑。高通等厂商已开始部署 NPU 技术以应对 AI 大模型的需求。
• 端侧 AI 模型发展：AI 应用正向多样化发展，MOE 模型为端侧 AI 提供了高效、小尺寸的解决方案，如 Qwen3-4B 模型在数学与代码能力上表现出色，且性能可匹敌大模型。

关键信息

3D DRAM 技术特性

• HBM：采用 $\mu$-Bump 和硅通孔（TSV）技术，实现高性能内存传输，但受限于堆叠高度与 IO 密度。
• CUBE/WoW：将 SoC 置于存储单元上方，提升散热性能与集成度，采用 Microbumps 热压键合技术。
• 混合键合：通过金属（如铜）与氧化物直接键合，实现更小间距、更低电阻、更高效信号路由，提升连接密度与传输速度。
• SeDRAM 平台：紫光国芯的 SeDRAM 技术实现接触孔密度达 110,000 个/mm²，带宽高达 34GB/s，能效为 0.88pJ/bit。

AI 推理速度瓶颈分析

• 公式：推理速度（tokens/s）= $\min(5y/x \times 10^3, 5z/x)$，其中 y 为算力（TOPs），z 为内存带宽（GB/s）。
• 高通骁龙8GEN3 实例：NPU 算力 45TOPs，内存带宽 67GB/s，运行 7B 模型时，内存带宽限制远低于算力限制，表明当前瓶颈在内存。
• 3D DRAM+NPU 带宽提升：假设内存带宽提升至 800GB/s，推理速度可提升至 57tokens/s，显著优于当前水平。

端侧 AI 模型与硬件协同

• Qwen3 模型：提供 8 款不同尺寸的模型版本，包括 30B 和 235B 的 MOE 模型，Qwen3-4B 模型在小尺寸下表现优异，能效与性能兼顾。
• 端侧 AI 发展路径：当前产业为硬件领先于模型，未来模型爆发将带来硬件红利，建议提前布局。

投资建议

• 行业评级：给予半导体行业“增持”评级，认为 3D DRAM+NPU 技术趋势明确。
• 推荐公司：兆易创新（603986.SH）是当前布局 3D DRAM+NPU 方案的领先企业，其投资子公司青耘科技、光羽芯成亦参与其中。
• 估值预测：根据 2025 年 5 月 18 日数据，兆易创新收盘价为 122.29 元，预计 2025 年 EPS 为 2.35 元，PE 为 54.76 倍，2026 年 EPS 为 2.92 元，PE 为 44.07 倍，2027 年 EPS 为 3.69 元，PE 为 34.88 倍。

风险提示

• AI 终端渗透不及预期：若 AI 终端市场增长低于预期，将影响 3D DRAM+NPU 技术方案的市场推广。
• 3D DRAM 技术发展滞后：若 3D DRAM 方案商在技术验证与迭代上进展缓慢，可能导致方案落地延迟。

评级说明

• 股票投资评级：

  • 增持：相对沪深300指数涨幅 15% 以上
  • 谨慎增持：相对沪深300指数涨幅介于 5%~15% 之间
  • 中性：相对沪深300指数涨幅介于 -5%~5%
  • 减持：相对沪深300指数下跌 5% 以上

• 行业投资评级：

  • 增持：明显强于沪深300指数
  • 中性：基本与沪深300指数持平
  • 减持：明显弱于沪深300指数

结论

3D DRAM 技术正成为解决端侧 AI 内存带宽瓶颈的关键，结合 NPU 协处理器，将显著提升 AI 推理效率与性能。兆易创新等企业已在该领域布局，技术趋势明确，具备投资价值。建议关注 3D DRAM+NPU 技术的进一步发展与市场应用。