HBM成算力竞赛核心 龙头开启扩产潮 产业链哪些环节是重点？

本文来自：科创板日报

存储制造商正在投入巨资扩大生产。谁需要HBM？为什么选择HBM？ HBM行业的A股厂商有哪些？两大存储巨头计划将HBM 产量提高至2.5 倍。虽然报道没有具体说明具体时间点，但这一扩产倍数已经高于几个月前报道的“产能翻倍”。

产能扩张的趋势正在席卷HBM领域。由于AI芯片的快速发展，对HBM的需求不断上升，三大存储巨头竞相推动HBM生产/扩产。

其中，三星和SK海力士据称计划将HBM产量提高至2.5倍。

为了扩大HBM产能，前者此前已收购了三星显示器天安工厂的部分建筑和设备。计划在天安工厂新建一条包装线，用于HBM的量产。该公司已斥资105亿韩元购买上述建筑物和设备，预计将追加投资7000亿至1万亿韩元。

后者本周透露，预计到2030年公司HBM出货量将达到每年1亿台，同时也打响了增加存储行业资本支出的“第一枪”，决定储备约10万亿美元2024 年设施资本支出将达到6 万亿至7 万亿韩元（约76 亿美元），而今年为6 万亿至7 万亿韩元。与预期的设施投资相比，增幅高达43%-67%，也超出了市场预期。

扩大的投资将集中在两件事上：第一，扩大高附加值DRAM芯片的设施，包括HBM3、DDR5和LPDDR5；其次，升级HBM的TSV（Through Silicon Via）先进封装技术。

值得注意的是，虽然韩媒在报道中没有具体说明“扩产至2.5倍”的具体时间点，但这一扩产倍数已经高于几个月前报道的“产能翻倍”。

6月和7月，有消息称SK海力士开始扩建HBM生产线，目标是将HBM产能翻倍。扩产重点是HBM3。 SK海力士正准备投资后端工艺设备，并将扩建封装HBM3的利川工厂。预计到今年年底，后道工艺设备规模将增长近一倍。三星计划投资1万亿韩元（约合7.6亿美元）扩大HBM产能，目标是到明年底将HBM产能翻一番。该公司已订购主要设备。

至于另一巨头美光，将于2024年推出8层堆叠AI和数据中心专用HBM3E内存；它将在2024年底至2025年初推出12层堆叠HBM3E。

谁需要HBM？

三大巨头中，SK海力士似乎是扩产最有信心、最积极的。能够支撑其野心的，自然是客户极其强烈的需求。

在上月底的财报会议上，SK海力士透露，其2024年的HBM3和HBM3E产能已售罄，正在与客户和合作伙伴讨论2025年的HBM生产和供应。本周的报道指出，不仅是2024年的产能，SK海力士HBM预计的2025年产能也出现了完全售空的迹象。

至于哪些公司加入了HBM的“买买买大军”？ NVIDIA 与AMD。

NVIDIA 最新的NVIDIA HGX H200 基于NVIDIA Hopper 架构，是首款提供HBM3e 内存（更快的速度和更大的容量）的GPU，可加速生成式AI 和大型语言模型，同时推进HPC 工作负载科学计算。

不仅如此，Nvidia还计划在2024年推出Blackwell架构的B100 GPU。分析师预计，从B100架构开始，Nvidia将采用Chiplet技术和CoWoS-L技术进行台积电的先进封装。而不止一家机构的评估显示，B100架构可能采用台积电的4nm工艺，也可能采用2个GPU芯片（Dies）和8个HBM的组合。此外，CoWoS-L封装在硅中介层上添加了有源元件LSI层，从而提高了芯片设计和封装灵活性，并且可以支持更多HBM堆栈。

此前，NVIDIA的HBM一直由SK海力士独家供应。由于需求极其巨大，据称三星已经通过了质量评估，很快就会加入供应商队列。据报道，三星电子计划从明年1月开始向Nvidia供应HBM3。

不仅如此，业内人士在8月份透露，三星第四代HBM芯片HBM3和封装服务已经通过AMD的质量测试，准备向AMD提供HBM芯片和交钥匙封装服务。 AMD 计划将这些芯片和服务用于其Instinct MI300X 加速器。

此外，SK海力士还向AMD供应HBM3。

为什么是HBM？

在AI热潮中，存力走在了最前列。美光总裁兼首席执行官Mehrotra甚至大胆表态“AI就是记忆”——“当你展望未来时，它等于人工智能，人工智能等于记忆”。

在所有存储芯片中，HBM被视为“最适合AI训练和推理的存储芯片”。

HBM打破了内存带宽和功耗瓶颈。它主要基于与处理器相同的“Interposer”中间层互连来实现近内存计算，显着减少数据传输时间并节省布线空间。基于TSV工艺的堆叠技术显着提高了带宽并降低了功耗和封装尺寸。更多数据显示，3D TSV工艺相比传统POP封装形式节省了35%的封装尺寸，功耗降低了50%，并带来8倍的带宽提升。

方正证券11月14日报道称，HBM正在成为HPC军备竞赛的核心。算力需求爆发，产能有限，HBM价格大幅上涨，市场规模快速增长。

从成本角度来看，HBM的平均售价至少是DRAM的三倍；此前在ChatGPT的推动下，受限于产能不足，HBM的价格一直在上涨。与最高性能的DRAM相比，HBM3的价格增加了五倍。

TrendForce认为，搭载HBM芯片的高端AI服务器GPU已成为主流。 2022年全球HBM容量约为1.8亿GB，增长约60%，2023年达到2.9亿GB，2024年将再增长30%。经纪公司计算，HBM售价为每GB 20美元。 2022年全球HBM市场规模约为36.3亿美元。预计到2026年市场规模将达到127.4亿美元，复合年增长率约为37%。

HBM需要什么？

落实到产业链上，民生证券认为HBM将带动上游设备材料需求。

（1）设备端：TSV和晶圆级封装需求不断增长。在前端环节，HBM需要通过TSV进行垂直连接，这增加了对TSV刻蚀设备的需求；中端环节，HBM带来更多晶圆级封装设备需求；在后端环节，HBM的多芯片堆叠带来了对diebond设备和测试设备的需求不断增长。

（2）材料方面：HBM的独特性主要体现在堆叠和互连上。对于制造材料：多层堆叠使制造材料，尤其是前驱体的使用量增加了一倍。制造材料核心厂商包括：雅科科技、神工科技等；对于封装材料：HBM将推动TSV和晶圆级封装需求的增长。而且，对封装高度和散热性能提出了更高的要求。核心包装材料厂家包括：联瑞新材、华海诚科、飞凯材料等。

方正补充称，国内产业链有望受益于各类半导体设备及材料：1）固晶机：新亿昌； 2）测试机、分选机等：长川科技； 3）特种气体：瓦尔特气体； 4）电子大宗气体：金虹气体、广钢气体； 6）前身：雅客科技； 7）电镀液：天成科技； 8）环氧塑封材料：华海诚科。

据科创板报不完全统计，A股中：