芯片专题 | 价格暴涨500%，HBM市场彻底被引爆！

天风国际 · 公众号 · · 2024-02-27 18:02

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近期，台积电在 ISCCC （ International Solid-State Circuits Conference- 全球最重要的半导体顶级学术会议）上放了上面这么一张图片。而这就叫， HBM 。目前用在 AI 的 Memory 是 HBM （高带宽 memory ）是 DRAM 的一种。

图片来源于：网络

· HBM 是什么？

而 AI 芯片像 英伟达（ NVDA.US ） H100 这种，需要 100GB 的内存。需要的存储数量非常的大，而单颗 DRAM 又没这么大容量，所以需要数颗乃至数十颗组合才能满足要求。考虑到最后做成的芯片面积不能太大，否则一块电路板都放不下，所以必须把这些颗给叠起来。那么这就是 HBM 了。

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那么这些叠起来的颗粒要并起来使用，不仅是需要电连接统一起来，同时还需要和逻辑 SOC 主芯片之间的交互数据，需要有一个 logic die 用来寻找地址和控制读写。比方说： 英伟达（ NVDA.US ）的 H100 的内存存储中，每个 bank 有 128bit 位宽，共有 8 个 bank ，所以是 1024 位宽接口，且每个引脚传输速率达 6.4Gbps 。怎么理解这个 6.4Gbps 速率呢？相当于一个引脚一秒钟之内就可以传完一部高清电影，这样的引脚需要 1024 个。

图片来源于：英伟达

以上这么上千根数据线和地址线的组合乃至逻辑控制，背后都是一颗颗晶体管在默默支撑。每个晶体管导通和闭合都是有延迟的，速率要保证、时间最宝贵。必须保证每根线路的 skew （低电平到高电平的爬坡时间）要很小很小，要 70 皮秒（ 10 的 -12 次方）以下。除了要保证每根 skew 小，还要数千根数据线的同步。因此 HBM 颗粒与 logic 之间是通过 TSV （硅通孔）工艺给电连接起来的。就好比我们用的 5G 手机大概也就是 3G-5G 频段上通过无线电传播（第一个 G 是代；第二个 G 是 10 的 9 次方赫兹）。这么多条线路，每条线路都可以对外辐射电磁波，之间相互干扰（ EMI 管理）都是技术难点。

图片来源于：英伟达

而这些 DRAM memory 厂商一直在努力， 海力士 更是因为十多年持续在 HBM 这块的投入，所以一直技术引领、份额领先。根据集邦咨询的数据显示：海力士大概占全球 70% 份额，三星大概占 20% ，美光大概 5% 。鲜花的背后是大量的资金、汗水、人才、长时间聚合的结果。

图片来源于：集邦咨询

而这一场 ai 的芯片浪潮当中， SK 海力士无疑是这波内存热潮中的最大受益者，根据海力士数据显示：截至 2023 年 12 月 31 日， SK 海力士在 2023 财年和第四季度的营收取得了显著增长。特别是其主力产品 DDR5 DRAM 和 HBM3 ，在这一年的收入较去年上涨了 4 倍以上。

图片来源于：海力士

随着科技进步，这类高端材料不仅是芯片需要，电路板内部也需要。比如英 伟达（ NVDA.US ） AI 就需要特殊要求的覆铜板，这种高端覆铜板 90% 由台湾厂商台光电子提供，由此台光电子 2023 年股价也实现了一年五倍。这类高端覆铜板之所以高端特殊，就是因为这些高端填料的加入。整体来说，当下 AI 浪潮的来临，加速了各个板块之间的高阶竞争。能否搭上 AI 浪潮这艘大船，乘风破浪，也是各厂家所需要争夺的船位了。

通富微电（ 002156 ） : 公司具备国内顶级 2.5D/3D 封装平台及超大尺寸 FCBGA 研发平台，并且完成高层数再布线技术开发，为客户提供晶圆级和基板级 Chiplet 封测解决方案，已量产多层堆叠 NAND Flash 及 LPDDR 封装，是中国首家完成基于 TSV 技术的 3DS DRAM 封装开发的封测厂。公司通过收购 AMD 苏州及 AMD 槟城各 85% 股权，实现与大客户 AMD 深度绑定， AMD 于 2023 年推出 MI300 ，并于 23Q4 陆续降幅，预计 24 年将迎来大幅放量，公司将充分受益。

长电科技（ 600584 ） : 公司与客户共同开发基于高密度 Fanout 封装技术的 2.5DfcBGA 产品， TSV 异质键合 3DSoC 的 fcBGA 通过认证。公司的封测服务覆盖 DRAM 、 Flash 等，深耕行业 20 余年，在 16 层 NANDflash 堆叠、 35um 超薄芯片制程能力、 Hybrid 异型堆叠等方面行业领先。公司 XDFOI 技术平台布局 AI 、 5G 、汽车、工业等领域运用， XDFOI Chiplet 量产。

太极实业（ 600667 ） : 公司子公司海太半导体与 SK 海力士签订 5 年合作协议， SK 海力士持有海太半导体 45% 股权，海太与 SK 海力士形成深度绑定，海太为 SK 海力士提供 DRAM 封装服务。 SK 海力士 23 年占据 HBM 市场约 50% 份额，伴随 24 年 HBM 出货量爆发，公司有望承接溢出封测需求。

深科技（ 0000021 ） : 公司通过收购沛顿科技切入存储封测，沛顿科技专注高端封测，具备 DDR5 、 LPDDR5 封测量产能力。沛顿 Bumping 项目已通过小批量试产，聚焦 FC 倒装工艺、 POPt 堆叠封装技术的研发、 16 层超薄芯片堆叠技术的优化。

赛腾股份（ 600283 ） : 公司通过收购全球领先的晶圆检测设备供应商日本 OPTIMA 进军晶圆检测装备领域，公司产品涉及固晶设备、分选设备，晶圆包装机、晶圆缺陷检测机、倒角粗糙度量测、晶圆字符检测机、晶圆激光打标机、晶圆激光开槽机等，通过 OPTIMA 切入三星、 SK siltron 、 sumco 等大客户供应链，三星加码 24 年资本开支，计划 24 年 HBM 产线扩产至 23 年的一倍以上，量测设备需求增加，公司有望受益。

中微公司（ 688012 ）公司为国内刻蚀设备龙头，其中 ICP 刻蚀设备在 DRAM 、 3D NAND 多个客户的生产线量产，伴随 Nanova VE HP 和 Nanova LUX 推出， ICP 刻蚀设备的验证工艺范围持续扩展，在先进逻辑芯片、先进 DRAM 和 3D NAND 的 ICP 验证刻蚀工艺覆盖率有望扩展到 50%-70% 不等。公司 8 英寸、 12 英寸的 Primo TSV 200E 、 Primo TSV 300E 在晶圆级先进封装、 2.5D 封装和微机电系统芯片生产线等订单充沛，在 12 英寸的 3D 芯片的硅通孔刻蚀工艺上得到成功验证。

拓荆科技（ 688072 ）公司在半导体薄膜设备领域深耕十余年， ALD 量产规模逐步扩大，随着存储芯片主流制造工艺已由 2D NAND 发展为 3D NAND 结构，结构的复杂化导致对于薄膜沉积设备的需求量逐步增加，同时 3D NAND FLASH 芯片的堆叠层数不断增高，从 32/64 层逐步向更多层及更先进工艺发展，对于薄膜沉积设备的需求提升的趋势亦将延续。

雅克科技（ 002409 ）公司于 2016 年通过收购控股 UP Chemical ，正式切入前驱体行业， UP Chemical 自 04 年成为 SK 海力士前驱体核心供应商，形成多年深度绑定。 SK 海力士 HBM 占据 50% 市场份额，并且于 22Q3 起向英伟达独供 HBM3 。公司产品覆盖硅类前驱体、 High-K 前驱体、金属前驱体，伴随 HBM 需求量增加， SK 海力士出货量提升，公司将充分受益。

联瑞新材（ 688300 ）公司深耕无机填料和颗粒载体行业近 40 年，为国内硅微粉龙头。公司持续聚焦高端芯片 AI 、 5G 、 HPC 封装，异构集成先进封装 Chiplet 、 HBM ，以及新一代高频高速覆铜板，推出多种规格低 CUT 点 Low 微米 / 亚微米球形硅微粉，低 CUT 点 Lowα 微米 / 亚微米球形氧化铝粉，高频高速覆铜板用低损耗 / 超低损耗球形硅微粉，新能源电池用高导热微米 / 亚微米球形氧化铝粉。

壹石通（ 688733 ）公司布局记忆体封装用 Low-α 高纯石英及 Low-α 高纯氧化铝制备技术、 Low-α 粉体制备技术、球形化

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