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美光的HBM3e大致一致
美光公司表示,它已于2月26日(美国时间)开始批量生产HBM3e。这并不令人意外,因为1)7个月前开始抽样(2023年7月26日);2)最近的指导(12月12日的芯片认证流程,24财年8月底实现几亿美元收入的目标);3)自2023年7月以来公开的技术规格(9.2+Gb/秒速度,1.2+TB/秒带宽,8/12 DRAM模具堆叠24/36GB容量,1-beta节点制造)。由于从原始晶片输入(目前需要4+月,以24gb为中心),在我们看来,美光的FY24目标收入(HBM3e)可能主要在8月底4季度产生。
三星还确认了HBM3e的大批量生产有
趣的是,三星电子还在2月27日(亚洲时间)宣布了两款36GBHBM3e(12 DRAM死,24GB8):已经向客户交付了样品芯片,并将在1H24开始大规模生产。总的来说,我们认为三星的HBM3e的部署与之前的指导或Street的预期大致一致--1H24首次生产(以8芯24gb为中心),然后在2小时更有意义的供应(12芯36GB)。三星似乎使用1a节点(5 EUV层)来制造HBM3e DRAM模具。
海力士仍然No.1;NVIDIA/AI增长下的双赢局面
在我们对美光/三星的HBM3e新闻报道看来,SK海力士的股价今天被过度修正(-5%)。我们相信,由于海力士(NVIDIA)的年订单,2024年HBM销量(US$5.0bn+)将增长100%。它似乎支持HBM3e(1b节点,最初以8芯片为中心)发运(3月或至少4月:1b节点,最初以8芯片为中心),以及24年末至2H24的供应(包括12芯片36GB)。HBM市场将继续强劲增长,不仅是NVIDIA的新图形处理器,而且是非NVIDIA的ASIC芯片(由AMD、英特尔、谷歌、微软、亚马逊、Meta等公司设计)。总的来说,我们的行业模式仍然显示海力士将保留其N0.2024-25年HBM市场份额(50%+)与其他公司相比(低于50%)相比。这也可能为海力士的竞争对手带来100%的+HBM销售增长。
另外,我们仍然认为HBM3e将是A智能训练GPU的主流内存即使在1H26年,由于混合结合的高执行风险(DRAM模具+模具没有非导电MR-MUF或薄膜)。更先进的MR-MUF或电影也可能被用于第一个版本的HBM4(16 DRAM死亡)或新升级的HBM3e之前的混合动力车债券时代(可能是2027年或之后)。因此,海力士的证明Mr-MUF(相对于竞争对手的电影)将会持续保证该公司的No.吗1个位置,在我们看来。我们的买入评级海力士是基于到2024-26年强劲的盈利周转/增长。看到我们的HBM在第2页上的预测展览。
表1:即使在2023年+达到150%之后,2023-27年全球HBM市场预计将增长44%最初的增长主要基于SK海力士的HBM3/3e(2023-24E);三星的贡献仍然很低(主要是以HBM2e为中心的2H23);微光似乎跳过HBM3而专注于HBM3e(2024年)
表2:HBM每GPU的内容-NVIDIA从80GB升级到140GB+良好观察英伟达将于2024年推出的H200/GH200 V2/B100可能使用141-144GBHBM3e(下面的橙色条),而上一代GH200/H100主要使用80-96GBHBM3(蓝色);AMDMI300X甚至使用192GB HBM3对比之前的MI300(128GB HBM3);Meta的新GPU也显示128GB,但它是LPDDR5(灰色),谷歌的新TPU v5e仍然使用HBM2
表3:使用HBM内存的人工智能加速器,
很多GPU系列用于人工智能训练/推理,但HBM3/3e内存仍然主要用于NWVIDIA的GPU,其次是AMD的:谷歌的新TPU 5e仍然使用HBM2
表4:按公司划分的全球HBM市场份额,我们自底而上的方法基于大玩家的记录和长期计划;SK海力士的主导地位2024-20-25年继续任职;三星可能在2H24-2025年赶上,但仍在缓慢。
表5: SK海力士--显然是HBM的领导者,拥有超过50%的市场份额2023-25E销售CAGR 70%(即使在2023年好转期之后);尽管TSV成本高,但高价溢价保证高0P利润率(42-51%);2024年HBM3仍将成为主流产品,管理层表示1H24的大规模生产已经实现:我们假设2023年的业绩占DRAM总销售额的14.5%(占比特出货量的3.5%)
事件:湖北武汉新芯集成电路制造有限公司发布《高带宽存储芯粒先进封装技术研发和产线建设》招标项目,将利用三维集成多晶圆堆叠技术,打造更高容量、更大带宽、更小功耗和更高生产效率的国产高带宽存储器(HBM)产品,拟实现月产出能力≥3000片(12英寸)。
1、
武汉新芯是湖北武汉的一家专业晶圆代工厂,系长江存储控股子公司
(持股比例高达68.2%),武汉新芯发布该轮招标,预示着
长江存储
或其他潜在客户拥有DRAM产品制造能力,大幅提振了国产化信心。
2、长江存储是国内领先的3D NAND IDM企业,具备强大的电路设计、工艺和产品开发能力
,目前已量产全球领先的X-tracking架构的232层闪存产品。目前,我们尚未知晓长江存储是否正在进行DRAM的开发和制造,但映射全球领先的存储IDM企业,均既生产NAND、又生产DRAM,该策略在设计、工艺、产品、销售等方面均可实现协同,强化厂商的市场竞争力,我们有理由相信,长江存储未来有较强动机进行DRAM产品的开发和量产。
3、目前DRAM行业面临大量技术变革
,HKMG工艺、4F² Cell架构、PBA 架构、无电容架构、3D DRAM架构、HBM产品等的陆续创新,有部分路径甚至可以适当绕过EUV以实现晶圆存储密度的增长,为市场新进入者提供了追平甚至弯道超车的可能性。
4、机构认为,存储厂商的国产化设备基本验证完成,
未来中长期时间里,以两长一晋的国内先进存储厂商都有望持续扩产,甚至交叉拓展闪存和内存业务,显著支撑国产设备厂商业绩放量;
同时伴随着
Hybrid Bonding
技术的大量使用,有望进一步利好具有先进封装设备制造能力的企业。
5、HBM产业链梳理:
超预期点:
1、
专家认为 H 2024 年 910 产量约 50w,HWJ 2024 年产量约 20-30w 颗。
2、
H+长鑫两家公司同时推进 HBM 产线,近两年国内需求约 530w,大头是华为,会切换为国产 HBM,产能缺口大。
3、
深算
3 号性能对标 A100,且已经在生产过程中,进度有望超预期。
Q:长鑫 HBM 的进展和后续节奏?
A:国内目前仅有长鑫有实际产品。2020 年 10 月开始规划,找了通富和长电,和长电的合作项目在 23 年 1 月取消,只有通富继续合作。23 年 5 月中下旬成功在通富微电生产出国内首批基于3D 封装的HBM 颗粒,规格是8 层堆叠HBM2,容量 8GB。24Q1 有一批产品在生产,预计 3 月中旬完成晶圆到封测,出货量 1k颗 8Hi 8GB HBM2,作为最终产品由长鑫销售或送样。
长鑫下一步规划在 23H1 已经在通富同步开展,HBM2E 还是 8 层方案,项目周期持续至 26H2。根据现有项目安排,HBM2 的终端需求逐渐缩小,预计 24Q4会有 10w 颗出货,之后不再做 HBM2,25Q1 开始小批量 HBM2E。
Q:长鑫 HBM 和海外大厂在层数和容量的差异?
A:现在 HBM2E 主流是 8Hi 16GB,4Hi 8GB,HBM3 是 8/12Hi。这与单 die 容易有关,HBM2 制程为 16-19nm,HBM2E 14-16nm,后续单 die 容量更高需要到 1α、1β制程能力。
Q:产品良率情况?
A:HBM2 以 DRAM 裸晶圆模式发给通富微电,裸晶圆现有良率 83%左右;封装良率 72%左右;最终产品良率 50%-60%。后续还有提升空间,晶圆良率需要长鑫提升;国际大厂封装良率在 85%左右,还有 10pct 以上的提升空间。
提升良率的方法:第一,通富现在是一条中试线,设备都是其他事业部凑的,后续做成量产线良率会提升很多。第二,封装过程中最大良率损失在于堆叠, 4Hi/8Hi 目前都是 C2W 的方式,逻辑晶圆放最下面,每个逻辑晶圆的芯片上堆4/8 次形成重组晶圆,最后进行切割,堆叠过程可能歪了,层数越高失败概率越大,解决方式之一是晶圆厂在两片晶圆做 Hybrid Bonding 形成一片晶圆,这样封装厂堆叠的次数可以减半,有效提升封装良率。Hybrid Bonding 对晶圆的良率损失非常大,目前仅用两片做,SK Hynix 和三星都有相关技术,长鑫的工艺已经在通富研发导入,HBM2E 可能会用到。
Q:HBM2E 会比 HBM2 封装难度更高吗?
A:如果只是晶圆从 HBM2 升级到 HBM2E,封装环节没有良率变化。但长鑫 HBM2E 还在研发状态,真正量产时通富将有量产线,且长鑫可能会用到 Hybrid Bonding 减少堆叠次数,所以良率会有提升,预计到 80%以上。跟国际头部 85%的良率可能会有 knowhow 部分的差异在。
Q:长鑫是否会导入沛顿?
A:目前长鑫 DRAM 封测合作方:沛顿 50%、通富 30%、长电 20%,长电越来越少,流向通富和沛顿。HBM 封测技术和传统 DRAM 有很大差异,传统 DRAM主要用 FCBGA,HBM 需要类似 TSV 的技术和设备,目前只有通富、长电、
盛合晶微
有这方面工艺。沛顿可能之后会有项目开展。
Q:长鑫 HBM 封装端价值量?价格是否有性价比?
A:目前封装 8Hi HBM 200 元/颗,毛利率 30%左右,净利暂时没有算(至少 20%左右)。
目前长鑫的产品性能对标 SK Hynix,几个指标几乎相当:(1)带宽 300Gb/s 以上(SK Hynix 310Gb/s 左右);(2)长鑫可以堆更多层数,容量没有差异;(3) I/O 速率与 SK Hynix 相当,2.4Gbps,可以做平行替代。
价格:SK 海力士 HBM2 8GB 120 美金,长鑫还没有定价,内部希望 60-70 元/GB,8GB 500 元左右。
Q:国内其他 DRAM 厂商有做 HBM 的计划吗?
A:国内仅有长鑫+通富一条产线正在生产,长鑫做设计和晶圆制造,通富做封测。还有一条生产链是由 H 牵头,23 年 10 月份立项,现在形成一个小团队,设计端是 H,流片是福建晋华和北京昇维旭,封测端是盛合晶微和长电微电子。计划 24H1 晶圆流片,H2 封测端封装导入,25 年不断调试,26Q3 推出最终产品,项目定义基于 12Hi HBM3,可能先做 4/8Hi。
Q:盛合晶微产能有限,是否有产能去做 HBM?
A:盛合现有能较紧,但其实 CoWoS 产线 99%的设备和流程可以和 HBM 共用,需要增购和开发的只有 1%,技术上不是难点。从产能看,盛合晶微正在扩产, 26 年应该能满足需求。但扩产过程也给了其他家机会,最终不一定在盛合晶微做,也可能在长电微电子。盛合晶微长期做 CoW,oS 和测试是长电做,目前长电微电子是帮盛合晶微做 HBM3 的测试,但长电也在布局 2.5D/3D 封装,24 年长电微电子会形成一条小规模 2.5D/3D 封装线,包括 CoW 和 oS。
Q:长鑫和 H 的 HBM 封装用什么工艺?涉及设备和材料?
A:长鑫 HBM2 目前使用 TCB 热压键合,HBM2E 还是 TCB。H 的 HBM3 现在技术还是 TCB,但盛合晶微和长电微电子在做 Hybrid Bonding 前期调研,可能面向 HBM3E。
TCB 热压键合现有设备都是进口,通富的 TCB 主要以 BESI Datacon 为主,也有个位数的 ASMPT 设备。盛合晶微 TCB 目前全部是 BESI。长点微电子 23 年开始买设备,目前也是 BESI。
Q:海外厂商是用 TCB 还是 Hybrid Bonding?
A:HBM3E 之前的次代都可以用 TCB 覆盖,HBM4 不能用 TCB,因为 HBM4的 I/O 更密集,而 TCB 需要做 Bumping。HBM3E 上三星也有开始用 Hybrid Bonding,主要因为三星的封测端技术由于 SK 海力士,希望在这上面有营销噱头提升市占率。
Q:长鑫和 H 在没有 EUV 的情况下能做到第几代?后续是否有补救办法?
A:HBM3 要求在 14nm 以下,有项目开展必定有解决方法,不清楚是否有 EUV,但可以通过类似重复曝光的方式进行补救。长鑫的产品还不涉及太精细的光刻技术,HBM2E 在 14-19nm 之间。