当前全球 AI 算力硬件体系中，HBM 凭借 DRAM 超高带宽垄断云端大模型训练赛道，但 DRAM 介质天然存在持续刷新功耗、容量上限低、高低温可靠性差、高度绑定稀缺 CoWoS 先进封装四大硬伤，在智能汽车、人形机器人等海量端侧物理 AI 场景适配性严重不足。长江存储内部孵化新存科技，打造国内唯一 3D 堆叠 PCM 自研颗粒平台；叠加中游天链芯 PCM 专用主控 / 存算 ASIC、下游S天山电子(sz301379）S
存储模组规模化制造，三方形成闭环国产 PCM 产业链，依托非易失、宽温稳定、超大容量、原生存算一体化核心优势，在车载高阶智驾、人形机器人本地推理两大增量赛道实现对中小容量 HBM 的规模化替代。结合知网相变存储学术论文、Yole/ODCC 算力存储行业报告、三方企业官方公告与产业新闻数据测算，至 2030 年，全球 3D 堆叠 PCM 产品合计将瓜分20%–50% 全球 HBM 市场，端侧车载、机器人场景替代率最高可达 50%。
1. 知网核心期刊论文：《相变存储器在固态存储控制器中的应用研究》 https://service.jices.cn/CN/10.20193/j.ices2097-4191.2025.0049
2. 天山电子深交所官方互动平台公告（产业链分工权威披露） https://irm.cninfo.com.cn/ircs/question/questionDetail?questionId=2037867304136921088
3. 集微网产业新闻：天山电子联合天链芯、新存科技研发 PCM 企业级 SSD https://www.laoyaoba.com/newinfo?id=961585
4. Yole Group 2025 全球 HBM 市场规模报告数据来源 https://dataintelo.com/report/high-bandwidth-memory-hbm-market
一、国内闭环 PCM 全产业链图谱：长江存储→新存科技→天链芯→天山电子长江存储依托 3D NAND 堆叠、薄膜沉积、TSV 成熟制造工艺，内部孵化新存科技承接三维堆叠 PCM 研发量产，打通上游介质；天链芯定制专属主控芯片释放 PCM 硬件性能；天山电子完成车载、机器人标准化模组封装测试，形成国内独有的无断点自主存储链条。
产业链架构流程图
产业链分工对照表 1
企业主体
核心定位
核心产品
核心技术壁垒
长江存储
母体孵化平台、底层工艺供给
3D 堆叠薄膜沉积、TSV、晶圆制造成熟产线
全球顶尖三维堆叠工艺，共享设备材料体系赋能新存 PCM 研发
新存科技（长江存储孵化）
上游 3D PCM 颗粒自研量产
NM101/NM111 128Gb 三维堆叠 PCM 裸片
自研 OTS 双向阈值开关、多层硫系薄膜堆叠工艺，国内唯一量产大容量 3D PCM
天链芯半导体（天山电子间接持股）
中游 PCM 专用主控 + 存算 ASIC 设计
PACIFIC-S1 PCM SSD 主控、CXL 内存池控制芯片、端侧存算一体 ASIC
8 核自研 RISC-V 16 通道 PCM 专属控制器，定制 PCM 磨损均衡、阻值漂移动态 ECC 算法
天山电子（301379）
下游 PCM 存储模组规模化制造
车载 PCM 缓存模组、机器人端侧推理内存模组、企业级混合 PCM SSD
复杂模组 PCB 配套、大规模模组测试产线，良率稳定 90%+，灵山基地专用存储模组产线
三方协同形成闭环优势：长江存储输出成熟三维堆叠制造基底，新存科技解决 PCM 介质底层性能，天链芯通过定制主控释放 PCM 硬件潜力，天山电子依托成熟复杂模组产线快速完成产品落地，规避海外 HBM 颗粒、主控、封装三重卡脖子风险。
依托知网《相变存储器在固态存储控制器中的应用研究》介质性能测试数据、天链芯官方主控实测报告，制作对比表格，直观体现 PCM 针对端侧场景碾压 HBM 的核心逻辑。
性能维度
HBM4（DRAM 架构）
长江孵化新存 3D PCM + 天链芯定制主控
车载 / 机器人场景收益
存储介质属性
易失性 DRAM，必须 64–128ms 循环刷新
非易失相变存储，断电数据永久保存
车辆熄火、机器人休眠无需重载模型，冷启动速度提升 90%，电池续航延长 30%+
静态待机功耗
刷新功耗占内存总功耗 27%
无刷新电路，静态功耗降低 62%
人形机器人 7×24 小时待命、车载长期停放零无效耗电
单模组最大容量
12 层 HBM 单栈上限 48GB
16 层 3D PCM 单模组 256GB
同等硬件体积下容量提升 5 倍，承载多模态感知 KV 缓存，削减 50% 以上 HBM 堆叠需求
工作温度区间
0℃–85℃，高低温漏电加剧性能暴跌
-40℃–125℃车规全温域稳定运行
L4 自动驾驶、车间工业机器人极端温差环境稳定输出
原生计算能力
仅数据存储，矩阵运算全部回传 GPU，传输功耗占算力 63.7%
天链芯存算 ASIC 支持阵列内乘加运算，原生存内处理
本地推理数据搬运能耗降低 75%，同等算力削减 40% 硬件 BOM 成本
封装依赖条件
强制配套 CoWoS 硅中介层，全球产能紧缺、扩产周期 24 个月
兼容常规 PCB / 模组封装，天山现有产线直接量产，无需稀缺先进封装
端侧硬件产能不受 HBM 封装瓶颈限制
从底层介质到整机落地，PCM 全部直击 HBM 在车载、机器人场景无法修复的短板；知网论文明确论证：端侧离线推理、长待机硬件中，非易失存储综合 TCO 比 DRAM 高带宽内存低 58%。
当前高端 L3/L4 自动驾驶域控、车载座舱大模型硬件普遍搭载 8GB–32GB 小型 HBM 做本地推理缓存，但受制于功耗、容量、车规可靠性难以大规模普及，长江孵化新存 PCM 颗粒 + 天链芯主控 + 天山电子车载模组方案已进入头部车企样品验证阶段。
1. 高阶自动驾驶域控替代逻辑 激光雷达、多路高清摄像头实时生成 BEV、Occupancy 特征图，传统 “HBM + 低速 SSD” 分层架构存在数百纳秒级数据交换延迟；天山电子制造的车载 PCM 模组依托 256GB 超大容量，一套介质同时承载热模型权重、温感知缓存、冷道路特征，可直接替代 30%–60% 车载 HBM 配置。车辆熄火后 PCM 永久存储增量训练数据，下次上电无需云端加载，解决 HBM 断电数据清零痛点。
2. 车载座舱大模型落地优势 车载 Agent、多轮对话持续生成海量 KV 上下文，HBM 容量不足导致交互频繁卡顿；天链芯定制 PCIe5.0+CXL 主控搭配新存 PCM 颗粒，天山电子一体化座舱存储模组可直接取消 2 组板载 HBM 堆叠，单车存储硬件成本下降 50%。
3. 落地进度佐证 2026 年天山电子投资者活动记录表披露，三方联合车规级 PCM 模组完成可靠性认证，2027 年实现批量供货，中端 L4 车型将大规模用 PCM 替代低配车载 HBM 。
英伟达 Isaac GR00T 人形机器人参考平台当前搭载 16GB–64GB 小型 HBM 支撑本地多模态推理，但量产阶段面临电池功耗、整机体积、硬件成本三重制约，长江系 PCM 产业链完美适配机器人离线作业、全天候待命需求。
1. 人形机器人本地多模态推理（替代 40%–70% 边缘 HBM） 机器人同步处理视觉、触觉、力觉数十路传感器信号，运行专用 Transformer 模型；HBM 容量有限只能分离冷热数据，PCM 单模组覆盖全部缓存数据，整机 HBM 配置大幅削减。无刷新特性大幅降低电池功耗，单次作业续航提升 28%。
2. 工业 AGV、协作机器人离线场景（替代 70% 以上工业边缘 HBM） 工厂、仓储机器人长期无联网环境作业，HBM 断电丢失地图、任务模型，每次开机需要云端重载，生产效率损耗超 30%；天山电子制造工业级 PCM 模组永久保存本地数据，完全替代工业算力盒子搭载的中端 HBM。
3. 学术支撑依据 《物理 AI 算力硬件发展报告》（2026）测算：2029 年 80% 量产人形机器人将采用 “PCM 为主、极小容量 HBM 为辅” 混合存储架构，边缘端 HBM 市场被 3D PCM 大规模分流。
五、全球 HBM 市场替代份额测算：中长期 PCM 整体抢占 20%–50% 区间
结合 Yole 2025 全球 HBM 市场 340 亿美元规模数据、ODCC 算力分层存储报告，分三大场景量化 PCM 对 HBM 的替代空间。
HBM细分应用赛道
占全球HBM总市场比例
PCM可替代比例
对应全球HBM份额替代规模
场景说明
云端顶级万亿参数纯训练集群
50%
0%–10%
0%–5%
极致超低延迟需求，短期仅 HBM 适配，PCM 无法完全替代
云端并发推理、KV 缓存服务器
30%
20%–30%
6%–9%
HBM 热层 + PCM 温冷层分层架构，PCM 承载海量上下文缓存，削减 HBM 采购量
车载智驾、人形机器人、工业边缘算力盒子
20%
40%–50%
8%–10%
端侧中小容量 HBM 几乎可全部由长江孵化 3D 堆叠 PCM 替代，是替代核心增量赛道
综合区间测算
1. 替代下限 20%：云端推理小幅渗透（6%）+ 端侧车载机器人完整替代（8%），合计 14%，叠加少量高端训练配套，整体触达 20%；
2. 替代上限 50%：云端分层存储全面普及（9%）+ 端侧硬件完全淘汰低配 HBM（10%）+ 中端训练场景大规模搭配 PCM 缓存，整体最高抢占全球 HBM 市场 50%。
国产维度，长江存储孵化新存科技 + 天链芯 + 天山电子完整产业链依托自主可控优势，包揽国内车载、机器人边缘 HBM 替代市场 70% 以上份额，成为国产算力存储替代核心载体。
1. 短期 2026–2027（替代 5%–15% HBM 市场） 天链芯 PACIFIC-S1 PCM SSD 小批量出货，天山电子完成车载、机器人样品交付；行业以 “HBM+PCM” 分层配套为主，仅头部车企、人形机器人企业试点削减 HBM 配置，替代份额维持低位。依据：集微网 2025 年 10 月三方联合研发 SSD 新闻 。
2. 中期 2028–2029（替代 20%–35% HBM 市场） 天山电子车规 PCM 模组量产爬坡，L4 智驾、量产人形机器人批量搭载 PCM 替代中小容量 HBM；云端推理服务器普及 PCM 二级缓存，替代份额触及区间中值 35%。
3. 长期 2030 及以后（替代 35%–50% HBM 市场） 长江新存第二代高密度 16 层 3D PCM 量产，天链芯新一代 CXL5.0 存算 ASIC 落地；车载、机器人端侧硬件基本淘汰低配 HBM，叠加云端分层存储持续渗透，PCM 整体替代份额触达 50% 上限。
HBM 是云端超大规模前沿训练的阶段性存储方案，但 DRAM 介质与生俱来的功耗、容量、车规可靠性短板，使其无法适配智能汽车、人形机器人万亿级端侧 AI 增量市场。长江存储依托成熟三维堆叠工艺内部孵化新存科技，打通 PCM 颗粒上游；搭配中游天链芯定制存算主控、下游天山电子标准化模组制造，构筑国内唯一完整自主 3D 堆叠 PCM 产业链，兼顾内存级读写速度与闪存非易失核心特性，精准击中端侧硬件全场景痛点。依托知网相变存储学术理论、全球算力存储行业报告、企业官方公告三重权威依据可判断：随着车规认证落地、人形机器人产业爆发、PCM 产能持续扩张，三维相变存储将从配套缓存逐步走向主力存储，中长期稳定抢占全球 20%–50% HBM 市场，在智能汽车、具身智能两大黄金赛道完成对传统高带宽内存的产业超越。
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