高带宽内存HBM简析 HBM...

HBM是AI存储的核心技术方向之一。

在高性能计算领域，HBM已成为头部企业的标配。

当前传统内存带宽已无法满足高算力需求，HBM作为高性能的存储解决方案应运而生。

HBM，全称High Bandwidth Memory，即高带宽存储器，是为需要极高吞吐量的数据密集型应用程序设计的动态随机存取内存DRAM解决方案。

采用垂直堆叠多个DRAM芯片的设计，配宽接口总线，带宽水平远超传统内存。

25年管制升级延伸+国内GPU量产出货+长鑫工艺/产能支持，HBM国产化替代有望加速。

-根据TrendForce，SK海力士、美光和三星三家企业合计占据全球HBM市场90%以上的份额。

SK海力士与AMD合作推出了全球首款基于TSV和WLP技术打造的第一代HBM，当前市占率约52%。近期海力士宣布，龙仁半导体产业集群的首座晶圆厂已开始全面动工，预计2027年5月竣工。首座晶圆厂建成后，该工厂将成为SK海力士高带宽存储器(HBM)等新一代DRAM存储芯片生产基地。

-当前HBM已经发展到了第五代（HBM3E），并且第六代HBM4正在研发中。

-SK海力士已经量产了 8 层及 12 层堆叠 HBM3E，并推出了业界首款 16 层堆叠 HBM3E 产品，计划今年下半年推出首批12层堆叠的HBM4产品。

-三星计划在2025年下半年开始量产HBM4。

-美光HBM 3E采用1a工艺，已经设计用于NV B200与GB200，计划在2026年推出HBM4，将采用1b工艺，性能较HBM 3E提升50%以上，2027-2028年推出HBM 4E（64GB、2TBps），预计2030年超过1000亿美金。

目前国内在HBM芯片领域仍处于加速研发阶段，受制于DRAM和先进封装量产工艺，尚无大规模量产产品。

长鑫与通富微电合作开发的HBM2样品已经向客户展示，长鑫在10纳米级DRAM工艺中采用了D1z技术，并实现量产。D1z是DRAM制程中的先进技术之一，线宽较D1x、D1y更窄，能在相同面积中放入更多储存单元，从而提升芯片密度并降低功耗。

长鑫工艺突破将为25年量产DDR5与HBM2e提供重要前提，此外扩产仍是25年长鑫主旋律，将为国产先进存储提供产能+工艺双重支撑。

长江存C旗下武汉新芯计划新增16台套设备，以实现每月产出能力超过3000片（12英寸）的HBM产品，项目已进入招标阶段，武汉新芯在三维集成多晶圆堆叠技术方面有技术积累。 存储领域（DRAM、NAND）的晶圆厂预计用于国内设备购买的资本开支预计比2024年增加30%-40%。

HBM产业链核心环节包括材料、设备、先进封装等。

目前国产HBM仍处于发展初期，设备有望先行。

TSV（硅通孔技术）是HBM核心工艺，成本占比接近30%，也是HBM封装成本中占比最高的部分。中微公司是TSV设备主要供应商，2010年就推出了首台TSV深孔硅刻蚀设备PrimoTSV®，提供的8英寸和12英寸硅通孔刻蚀设备，均可刻蚀孔径从低至1微米以下到几百微米的孔洞。

精智达目前在研CP测试机，一代机覆盖传统DRAM，二代机覆盖HBM，预计25H1通过验证；针对HBM测试设备的ASIC芯片进行了第三次流片测试。

此外，芯碁微装、芯源微（临时键合+解键合）、华海清科 （减薄+CMP）、中微公司（刻蚀+沉积）、拓荆科技（沉积+混合键合）、北方华创（刻蚀+沉积）、盛美上海（电镀+清洗）等公司也提供生产HBM所需的关键设备。HBM对检测和量测设备需求提升，国外科磊半导体在国内市场占比最高，国内有一批优秀的量检测企业，如精测电子、中科飞测、赛腾股份、睿励科学等。

HBM的核心之一主要体现在堆叠与互联上。一旦产线稳定量产后，材料端也将开始贡献增量需求。

HBM由于3D堆叠导致芯片厚度较高，因此需要用特殊的颗粒状环氧塑封料GMC封装。

全球GMC量产只有2家日系公司掌握，分别是日本住友和日本昭和。

HBM 3D堆叠导致芯片厚度较高，散热成为一大难点，环氧塑封料需要大量添加核心材料low-α球硅和low-α球铝，成本占GMC中的70%~90%。

日本住友和日本昭和这两家的国内供应商是联瑞新材，联瑞新材前身是东海硅微粉厂，专注于硅微粉的研发。

华海诚科通过收购衡所华威，年产销量有望突破2.5万吨，有望跃居全球第二位，与日系企业展开竞争，产品已通过客户验证，进入送样阶段，有望突破技术封锁。

新型材料如IGZO（氧化铟镓锌）和相变材料的应用，也将有助于降低HBM的功耗并提升性能。国内厂商中，冠捷科技拥有全球第一条应用金属氧化物IGZO技术的超高分辨率8.5代液晶面板生产线；隆华科技旗下晶联光电主营ITO靶材、IGZO靶材等陶瓷靶材；华映科技自主研发的MOx金属氧化物半导体（IGZO）技术，属于目前国内最先进氧化物器件技术。

此外，HBM产业链上游还包括电镀液、前驱体、光K胶、IC载板等半导体原材料供应商。 雅克科技是SK海力士的核心供应商，产品应用于存储、逻辑芯片的制造环节，供应海力士、美光、三星等客户；艾森股份是国内传统封装用电镀液及配套试剂的主力供应商，先进封装用光刻胶配套试剂国内头部封测厂商使用；壹石通、强力新材、上海新阳、彤程新材、南大光电、徐州博康、晶瑞电材、兴森科技等众多厂商也是材料环节核心布局厂商。

HBM生产的核心难点在于晶圆级先进封装技术，先进封装技术TSV、凸点制造、堆叠键合是HBM制备的关键。

中国大陆独立封测第一梯队代表企业有长电科技、通富微电、华天科技等，三家厂商在全球前十大OSAT（封测企业）排名中，分别占据了第三、第四、第六的位置。国内一些新兴的封测厂，例如甬矽电子已形成“Bumping+CP+FC+FT”一站式交付能力，同时在2.5D封装方面取得显著进展；此外，太极实业与海力士成立合资公司海太半导体，具备高端DRAM封测能力，拥有国内唯一16层DRAM高堆叠技术储备，后续有望承接HBM3封装订单；深科技是国产DRAM龙头长鑫的主力封测供应商；香农芯创海力士企业级业务核心代理商，联手海力士成立子公司合作发力SSD业务。

*本文仅作为行业分析参考，不构成投资建议！