HBM代表高带宽内存，应用场景集中在服务器GPU内存
高带宽内存（HBM）是一种用于GPU和CPU之间高速数据传输的高带宽内存，主要应用场景集中在数据中心高性能服务器的GPU内存中，一小部分用于CPU内存芯片。 HBM 也是 3D 结构，由多层 DRAMDIE 垂直堆叠而成，每层 DIE 通过 TSV（Through Silicon VIA）+BUMPS 技术连接到逻辑 DIE，然后通过中间层连接到 GPU CPU SoC，使 4 层、8 层、12 层等 DIE 封装在很小的体积空间内。
HBM 帮助 AI 服务器升级到更高的带宽和容量。
目前主流显卡使用的显存是GDDR5，但在应用上还是有痛点的： 1）占用PCB面积大：12 16颗GDDR5芯片分布在GPU核心周围，GDDR芯片的尺寸不能继续缩小，占用更多的空间，还需要更大的调压模块， 2）GDDR5的功耗提升已经达到了一个拐点，对GPU性能的提升有负面影响：因为平台和设备需要实现逻辑芯片和DRAM之间的功耗平衡，而目前的GDDR进入了功能性能曲线的低效区，内存功耗的增加将阻碍未来GPU性能的提升。
需求端：HBM 广泛应用于 AI 服务器，市场上主流服务器均采用 HBM 解决方案。
HBM 因其高带宽、低功耗和小尺寸而广泛应用于 AI 服务器场景。 HBM 的应用主要集中在高性能服务器，2016 年首先在 NVP100GPU （HBM2） 中实现，然后于 2017 年应用于 V100 （HBM2）、2020 年 A100 （HBM2）、2022 年 H100 （HBM2E HBM3），最新一代 HBM3E 搭载了 NVIDIA 于 2023 年发布的 H200，为服务器提供了更快的速度和更高的容量。
需求端：AI服务器出货量增长，催化HBM需求爆发，市场规模快速增长
AI服务器出货量的增长催化了HBM需求的爆发，预计2025年HBM市场规模将超过150亿美元，增长率超过50%。 2022年AI服务器出货量为86万台，渗透率将持续提升，AI服务器约占整体服务器的10%，预计2026年AI服务器出货量将超过200万台，预计复合年增长率为29%。 同时，主流AI服务器的HBM容量需求从40GB升级到80GB和141GB，带动HBM平均容量提升。 我们预计，2025 年 HBM 全球市场规模将达到 150 亿美元，同比增长 68%。
供应端：三大存储厂商占据主要市场份额。
HBM供应商主要集中在SK海力士、三星、美光三大工厂，SK海力士是其中的佼佼者。 其中，SK海力士与AMD合作发布全球首款HBM，23年来率先推出新一代HBM3E，并率先奠定市场地位，主要为**NVIDIA、三星**等云厂商，根据TrendForce集邦咨询数据显示，2022年SK海力士的市场份额为50%，三星的市场份额为40%， 美光将拥有约10%的市场份额。2023年，SK海力士的市场份额预计将达到53%，三星的市场份额为38%，美光的市场份额为9%。
供应端：原储能工厂增产HBM，预计24年内增加2台5次。
原来的存储工厂增加了HBM的产能，SK海力士计划在24年内将产能翻一番。 SK海力士HBM3E将于24年上半年量产，目标是在24年将HBM产能翻番，虽然24年的资本支出计划与23年基本相同，但与TSV相关的投资将同比增长一倍以上。 美光HBM3E将于24年初开始量产，预计24年资本支出为7.5-80亿美元，略高于去年同期，主要用于HBM量产。 三星计划在天安工厂新建一条包装线，用于大规模生产HBM，追加投资7亿美元。
HBM 封装工艺的变化主要体现在 COWO 和 TSV 上。 1）CoUVes：将DRAMDIE一起放置在硅中介层上，通过Chiponwafer（COW）的封装工艺连接到底层衬底，即通过Chiponwafer（COW）的封装工艺将芯片连接到硅片上，然后将COW芯片连接到衬底上，集成到CODOS中。目前，HBM和GPU集成的主流解决方案是台积电的CODOS，它已经广泛应用于A100和GH200等计算芯片中，通过缩短互连长度来实现更高速的数据传输。
供给侧的变化：核心流程的变化带来增量
HBM 封装工艺的变化主要体现在 COWO 和 TSV 上。 2）TSV：TSV硅通孔是容量和带宽扩展的核心，通过在整个硅晶圆厚度上打孔，在芯片的正面和背面之间形成数千个垂直互连。在 HBM 中，多层 DRAMDIE 堆叠在一起，通过硅通孔和焊料凸块连接，只有最底部的芯片可以向外连接到内存控制器，而其余的芯片则通过内部 TSV 互连。
配套链条——封装和测试。
同福微电子：公司国内前2名5D 3D封装平台和超大尺寸FCBGA研发平台，并完成高层重布线技术开发，为客户提供晶圆级和衬底级小芯片封装测试解决方案，并已量产多层堆叠NAND Flash和LPDDR封装，是国内首家完成基于TSV技术的3DS DRAM封装开发的封测工厂。 AMD于2023年推出MI300，并将在23Q4继续下滑，预计24年后将迎来销量大幅增长，公司将充分受益。
长电科技：公司与客户共同开发25DFCBGA产品，TSV异构键合3DSOC FCBGA通过认证。 公司封测服务涵盖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、混合异形堆叠等方面处于行业领先地位。 公司XDFOI技术平台布局AI、5G、汽车、工业等领域，XDFOI小芯片量产。
太极实业：公司子公司海泰半导体与SK海力士签署为期五年的合作协议，SK海力士持有与SK海力士深度绑定的海泰半导体45%的股权，海泰为SK海力士提供DRAM封装服务。 SK海力士在23年中占据了HBM市场约50%的份额，随着24年来HBM出货量的爆发，公司有望承接溢出的封测需求。 深科技：公司通过收购专注于高端封测的培盾科技进入存储封测领域，拥有DDR5和LPDDR5封测的生产能力。 培盾凸块项目已通过小批量试制，重点关注FC翻转工艺、POPT堆叠封装技术研发、16层超薄芯片堆叠技术优化等。
支撑链 - 设备。
赛腾股份：公司通过收购全球领先的晶圆检测设备供应商日本Optima进入晶圆检测设备领域，公司产品涉及实心芯片设备、分选设备、晶圆封装机、晶圆缺陷检测机、倒角粗糙度测量、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等主要客户连锁店，三星增加了24年的资本支出，预计公司将受益于24年内HBM产线的扩建计划，23年内将扩大一倍以上，对测量设备的需求将增加。
随着 NANOV**E HP 和 Nanova Lux 的推出，ICP 刻蚀设备的验证工艺范围不断扩大，ICP 验证刻蚀工艺在先进逻辑芯片、高级 DRAM 和 3D NAND 中的覆盖率有望扩大到 50%-70%。 该公司的 8 英寸和 12 英寸 Primo TSV 200E 和 Primo TSV 300E 用于晶圆级先进封装，25D封装和MEMS芯片生产线订单充裕，12英寸3D芯片通硅刻蚀工艺已成功验证。
随着存储芯片的主流制造工艺已经从2D NAND发展到3D NAND结构，结构的复杂性导致对薄膜沉积设备的需求逐渐增加，3D NAND闪存芯片的堆叠层数不断增加，逐渐从32层到64层发展到更多层和更先进的工艺， 而对薄膜沉积设备需求增加的趋势也将持续下去。
支撑链 - 材料。
雅克科技：2016年，公司通过收购UP Chemical正式进入前驱体行业，UP化学自04年起成为SK海力士的核心前驱体供应商，形成了多年的深度绑定。 SK海力士拥有50%的市场份额，并将在22Q3独家供应NVIDIA的HBM3。 公司产品涵盖硅前驱体、高K前驱体、金属前驱体，将充分受益于HBM需求的增加和SK海力士出货量的增加。
诺沃瑞新材料：公司深耕无机填料和颗粒载体行业近40年，是国内领先的硅粉。 公司持续专注于高端芯片AI、5G、HPC封装、异构集成先进封装小芯片、HBM、新一代高频高速覆铜板，推出多种规格的低切点低微米亚微米球形硅粉、低切点低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粉， 以及用于新能源电池的高导热微米亚微米球形氧化铝粉。
益仕通：公司布局了低高纯石英和低纯氧化铝制备技术、低粉制备技术、记忆封装球形生产工艺等核心技术，具备低射线球形氧化铝的产业化能力。 公司计划新建年产200吨的高端芯片封装用低球形氧化铝项目，预计2023年下半年部分投产。 低球形氧化铝粉末在EMC或GMC中约占80%-90%的体积填充，预计将受益于HBM出货量的增加。
华海诚科：公司是国内领先的环氧成型材料，在先进封装领域，公司已成功开发出用于QFN BGA、FC、SIP、FOWLP FOPLP等封装形式的封装材料。 GMC颗粒环氧模塑材料可用于HBM封装，公司相关产品已通过客户验证，目前正处于样品交付阶段，有望受益于国产材料的替代。
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信息技术-算力系列报道（1）：AI服务器催化HBM需求爆发，核心工艺变革带来供给侧增量-太平洋 [张世杰，李觉涵]-20240125[第26页]。
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