HBM 即高带宽存储器，是一种基于 3D 堆叠工艺的 DRAM 内存芯片，具有高内存带宽、低能耗、更多 I/O 数量、更小尺寸等优势。
自2013 年海力士首次制造问世以来，HBM 已迭代至第五代 HBM3E，该代际产品最大容量为 36GB，每引脚最大数据速率为 9.2Gbps，最大带宽超过每秒 1.18TB。ChatGPT 爆火 AI 大模型迎来快速发展，引爆算力需求，HBM 助力突破存储瓶颈，成为高速计算平台的最优解决方案。
为应对NVIDIA 和大型 CSP 厂商对高带宽存储订单的不断增加，各大存储供应商持续扩大 HBM 产量，有望推动 HBM 市场规模在 2024 年达到 169 亿美元，同比增长 288 %，占 DRAM 产业产值比重或提升至 20.1%，同比提升 11.7pct。SK 海力士独占 HBM 市场半壁江山，三星有望逐步缩小差距。根据 TrendForce 数据，2022 年三大原厂 HBM 份额分别为 SK 海力士占比50%，三星占比约 40%，美光（Micron）占比约 10%。
SK 海力士独占半壁江山
SK 海力士具备先发优势，三星奋起直追，美光专注先进世代产品。当前 HBM 的量产厂商是三大存储厂，2012 年海力士成功研发 HBM1 后，三星奋起直追，2016 年即宣布开始量产4GB HBM2 DRAM，并在同年开始生产 8GB HBM2。2019 年 8 月，SK 海力士宣布成功研发出新一代“HBM2e”；2020 年 2 月，三星也正式宣布推出其 16GB HBM2e 产品“Flashbolt”，于 2020 年上半年开始量产。2021 年 10 月，SK 海力士发布了全球首款HBM3，并于 2022 年 6 月正式量产，供货英伟达，击败了三星再度于 HBM 上拿到了技术和市场优势。而另一大存储厂商美光在2018 年放弃 HMC 后才转向 GDDR6 和 HBM产品的研发，将更多研发投入HBM3E 及更先进世代产品。
SK 海力士独占 HBM 市场半壁江山，三星有望逐步缩小差距。根据 TrendForce 数据，2022 年三大原厂 HBM 份额分别为 SK 海力士占比 50%，三星占比约 40%，美光（Micron）占比约10%。SK 海力士目前在 HBM3 生产方面处于领先地位，是 NVIDIA 服务器 GPU的主要供应商。由于三星从CSP 获得的订单数量不断增加，预计 2024 年三星与 SK 海力士之间的市场份额差距将大幅缩小。主要专注于 HBM3E 开发的美光科技未来两年的市场份额可能会略有下降。
HBM 供应依然紧俏，2024 年订单量预计持续攀升。HBM Die Size 较 DDR5 同制程与同容量尺寸大35～45%；良率（包含 TSV 封装良率），则比起 DDR5 低约 20～30%；生产周期（包含TSV）较 DDR5 多 1.5~2 个月不等。HBM 生产周期较 DDR5 更长，从投片到产出与封装完成需要两个季度以上。
因此，急欲取得充足供货的买家需要更早锁定订单量，据TrendForce 集邦咨询了解，大部分针对 2024 年度的订单都已经递交给供应商，除非有验证无法通过的情况，否则目前来看这些订单量均无法取消。以 HBM 产能来看，三星/SK 海力士/美光至 2024 年底的 TSV HBM 月总产能有望达到 130K/120~125K/20K。
“内存墙”已成为重要的性能瓶颈
HBM（High Bandwidth Memory）即高带宽存储器，是一种基于 3D 堆叠工艺的 DRAM 内存芯片，具有高内存带宽、低能耗、更多I/O 数量、更小尺寸等优势。随着显卡芯片快速发展，GDDR5 已经逐渐不能满足对带宽的需求，技术发展也进入瓶颈期，阻碍了显卡芯片性能的持续提升。
在每个 HBM 封装内部，多个 DRAM die 通过 TSV（硅通孔）和 Microbump（微凸块）连接，堆叠后连接到下层DRAM 的逻辑 die；DRAM 再通过 uBump 和 Interposer（中介层）连接GPU 芯片。Interposer 再通过 Bump 连接到 BALL，BGA ball 再连接到封装基板上。
HBM 技术快速迭代，向更大带宽、更快传输速率演进。2014 年推出的 HBM1 带宽为128Gb/s，高于 DDR4 和 GDDR5，容量为 1GB，同时较小的尺寸能够消耗较低的功率；海力士在2018 年推出了 HBM2，性能是 HBM1 的 2-3 倍，带宽达到了 307GB/s，容量扩大到了 4-8 倍。
2020 年海力士又推出了 HBM2 的扩展版本——HBM2E，带宽和容量进一步扩大，到 2022 年海力士推出并量产了全球首款 HBM3，堆叠层数达到了 8/12 层，容量已提高到了 16/24GB。2024 年 2 月，美光科技表示，其 HBM3E 内存已开始量产，并将用于英伟达的 H200 计算 GPU，预计于 2024 年第二季度发货。HBM3E 最大容量为36GB，每引脚最大数据速率为 9.2Gbps，最大带宽超过每秒 1.18TB。
大模型要求算力提升速度加快，HBM 助力突破存储瓶颈。ChatGPT 爆火 AI 大模型迎来快速发展，引爆算力需求。GPT-3 等超大语言模型对算力的提升速度要求已经突破了后摩尔时代算力提升速度的极限，“内存墙”已成为重要的性能瓶颈。内存墙问题不仅与内存的大小有关，还与内存的传输带宽有关。
在过去20 年间硬件的峰值计算能力提高了90000 倍，即使存储器从 DDR 发展到 GDDR6x，内存/硬件互联带宽也只提高了 30 倍。HBM 相比 DDR 具有更高的带宽和更低的功耗，是高速计算平台的最优解决方案。
AI 需求爆发驱动 HBM 快速增长
HBM3 成高端AI 训练芯片主流选择。目前 NVIDIA 的 A100 和 H100，分别搭载了达80GB 的 HBM2E 和 HBM3，在 Grace Hopper 芯片中，单颗芯片的 HBM 搭载容量再提升20%，达到 96GB。2024 年 GTC 人工智能大会正式发布 Blackwell 芯片，单颗芯片的 GPU显存容量高达192GB，搭载 HBM3E，显存带宽有 8TB/s。此外 AMD 的 MI300 也搭载HBM3，其中 MI300X 容量达 192GB，八颗 HBM3 堆栈带宽达 5.2TB/s。
HBM 市场规模迎来快速增长，预计 24 年全球达 169 亿美元市场空间。为应对 NVIDIA和大型CSP 厂商对高带宽存储订单的不断增加，各大存储供应商持续扩大 HBM 产量，TrendForce 根据供应商当前的生产计划进行的预测表明，到 2024 年，HBM 位元供应量将增加260%。
2023 年至 2024 年将是 AI 发展的关键年，将引发对 AI 训练芯片的大量需求，从而提高 HBM 配置率。2023 年起市场主要需求将从 HBM2e 转向 HBM3，根据TrendForce 数据及预测，2022-2024 年 HBM3 需求占比分别为 8%/39%/60%，HBM3 凭借其卓越性能加持 ASP 显著高于前序版本，或进一步推动 HBM 市场规模在 2024 年达到169 亿美元，同比增长 288 %，届时 HBM 占 DRAM 产业产值比重或提升至 20.1%，同比提升 11.7pct。
雅克科技：SK 海力士前驱体供应商
HBM 需求高增有望带动上游材料需求，建议关注雅克科技（前驱体）、华海诚科（环氧塑封料+底填料）、德邦科技（底填料）、上海新阳（电镀液）。
半导体材料平台公司，国内独家LNG 板材厂受益 LNG 船放量。公司主营电子材料、LNG 保温绝热板材、阻燃剂三大板块。其中电子材料业务包括半导体前驱体材料/SOD、光刻胶及配套试剂、电子特气、硅微粉及LDS 输送系统等。LNG 船保温绝热材料用于-162°C超低温条件，是保证液化气储运安全性和经济性的核心技术之一，目前全球仅 3 家公司在生产LNG 保温板材，其中 2 家在韩国。公司是目前国内唯一一家通过 GTT 和船级社认证的LNG 保温绝热板材供应商。公司领先于国外板材制造商完成 GTT 新技术NO96 super+的智能产线建设，并成功生产出合格产品交付客户使用，公司板材第二工厂建设工作基本完成，后续将陆续投入生产。
全球前驱体领先厂商，有望受益HBM 存储扩产。前驱体材料是半导体材料中用于薄膜沉积工艺的核心材料。公司是全球领先的前驱体供应商之一，产品在DRAM 可以满足全球最先进存储芯片制程1b、200X 层以上 NAND、逻辑芯片 3 纳米的量产供应，覆盖硅类前驱体、High-K 前驱体、金属前驱体。公司封装材料产品包括中高端 EMC 球形封装材料、MUF 用球形硅微粉、覆铜板用球形硅微粉、LOW-α球形硅微粉等。公司电子材料业务客户包括SK 海力士、美光、三星电子、长江存储、合肥长鑫等知名芯片制造商。随着AI 带动的 HBM 需求增长，公司有望受益于三大存储厂扩产需求。
华海诚科：国内环氧塑封料领先厂商
国内环氧塑封料领先厂商，布局FC 底填胶+液态塑封料享协同效应。公司主要产品为环氧塑封料和电子胶黏剂。环氧塑封料方面公司应用于DIP、TO、SOT、SOP 等传统封装形式的产品，具备品质稳定、性能优良、性价比高等优势，且应用于SOT、SOP 领域的高性能类环氧塑封料的产品性能已达到了外资厂商相当水平，并在长电科技、华天科技等部分主流厂商逐步实现了对外资厂商产品的替代，市场份额持续增长。公司电子胶黏剂为半导体器件提供粘结、导电、导热、塑封等复合功能，可广泛应用于芯片粘结、芯片级塑封、板级组装等不同的封装环节。芯片级电子胶黏剂技术含量高，市场基本由外资厂商垄断，公司是国内极少数同时布局“倒装芯片底部填充材料（FC 底填胶）”与“液态塑封料（LMC）”的内资半导体封装材料厂商，在技术研发等方面与环氧塑封料具有协同效应，有望丰富公司产品线，强化公司封装领域布局。
布局先进封装有望打破外资垄断，HBM 用材料正在验证中。公司在先进封装领域研发了应用于QFN、BGA、FC、SiP 以及 FOWLP/FOPLP 等封装形式的封装材料，其中应用于QFN 的产品已实现小批量生产与销售，FC 底填胶已通过客户验证，液态塑封材料（LMC）正在客户验证过程中。此外，HBM 因叠层厚度较高需使用特殊的颗粒塑封料封装（GMC），当前GMC 产品仍由外资垄断。公司自主研发 GMC 产品，可用于 HBM 产品。根据公司公告可用于HBM 材料的产品已通过部分客户认证。公司有望受益于 HBM 旺盛需求，持续推进先进封装领域布局，逐步实现产业化并打破外资厂商垄断地位。
德邦科技：国内高端电子封装材料领先厂商
国内高端电子封装材料领先厂商，助力加速国产替代。公司专注于高端电子封装材料领域，产品形态为电子级粘合剂和功能性薄膜材料，广泛用于晶圆加工、芯片级封装、功率器件封装等不同封装工艺环节和场景。公司产品按应用可分为四大类：1）集成电路封装材料：芯片固晶导电胶、晶圆UV 膜等产品已在华天科技、长电科技等知名封测厂实现量产供货。2）智能终端封装材料：已进入国内外知名品牌供应链并实现大批量供货，与国外供应商直接竞争。3）新能源应用材料：包括用于新能源车动力电池、光伏电池、储能电池等领域的封装材料，已批量供应通威股份等光伏组件龙头企业，并陆续通过宁德时代、比亚迪等动力电池头部企业验证测试。4）高端装备应用材料：包括轨道交通、汽车制造等高端装备应用领域。目前高端电子封装材料市场主要为德国汉高、富乐、陶氏化学等欧美厂商以及日东电工、日本琳得科、日本信越等日本厂商所占据，国内厂商仍以通用型和中低档封装材料为主。公司是国内高端电子封装材料的领先厂商，品类丰富，能够实现产品快速迭代，有望加速高端电子封装材料国产替代。
坚持研发投入，芯片级底部填充胶验证进展顺利。HBM 由多层 DRAM 堆叠，每一层DRAM 之间通过 Bump 焊接，焊接后 DRAM 与 DRAM 中存在空隙，Bump 非常脆弱，故需用underfill 填充保护，起到应力平衡的作用。公司持续加大在集成电路领域的研发投入，承担了“用于 Low-k 倒装芯片 TCB 工艺的底部填充材料研发与产业化”国家重大科技“02 专项”课题项目，牵头承担了“窄间距大尺寸芯片封装用底部填充胶材料（underfill）应用研究”国家重点研发计划项目。截至 2023 年 4 月，公司芯片级底部填充胶已开始配合国内领先芯片半导体厂商进行验证测试。
沃格光电：多年布局掌握TGV 核心技术
多年显示精加工积累，全面布局玻璃基产品。公司主要分为平板显示器件精加工业务板块和光电子器件产品业务，其中平板显示器件精加工业务主要包括TFT 液晶显示面板的薄化、镀膜、切割等，光电子器件产品业务主要包括触控模组及组件、背光模组、高端光学膜材模切等。公司在平板显示器件精加工业务稳步经营的基础上，始终坚持以技术创新为驱动力，以市场为导向，以客户需求为目标，紧紧围绕“玻璃基”精密线路基板在Mini LED 背光、Mini/Micro LED 直显及半导体封装领域的新技术、新材料的量产化应用。
掌握TGV 核心技术，半导体通信领域发展空间广阔。基于 TGV 技术的玻璃基 IC 封装载板，其相较于其他封装材料的优势主要体现在：（1）玻璃可以介电损耗更低，更薄，线路精密度更高，以此减少线路扇出层数，提升信号传送速度和功率效率，降低功耗；（2）稳定性更高，主要体现在高绝缘性能、高刚性、高耐用性、低膨胀系数；（3）玻璃更容易实现3D 封装结构；（4）玻璃成本更低，目前存储、cpu、gpu 芯片等封装载板基本是用高性能的载板材料；而玻璃相比之下更易实现大面积生产，更具性价比。玻璃基作为芯片封装载板具备更优的散热性、信号传输等优势，其在大功率器件封装和高算力数据中心服务器、CPO 封装等领域具有广泛的应用空间，有望受益于行业发展。沃格光电是全球少数掌握TGV 技术的厂家之一，具备行业领先的玻璃薄化、TGV（玻璃基巨量互通技术）、溅射铜以及微电路图形化技术，拥有玻璃基巨量微米级通孔的能力，最小孔径可至10μm，厚度最薄 0.09-0.2mm 实现轻薄化。作为芯片封装基板材料的选择，从板材特性并结合成本看，玻璃基低膨胀系数、低涨缩、低板翘、高图形化精度，更加匹配高精度的技术要求以及更大的降本空间，玻璃能提供更优的解决方案。
上海新阳：功能性湿电子化学品平台型公司
功能性湿电子化学品平台型公司，多产品线全面开花。公司主营半导体材料及环保功能性氟碳涂料两大业务板块。其中半导体材料业务覆盖电镀、清洗、光刻、研磨四大工艺，主要产品包括电镀液及添加剂、清洗液、光刻胶、封装材料及配套设备产品。1）清洗液：公司干法蚀刻后清洗液产品已经实现14nm 及以上技术节点全覆盖，同时在铝互连干法蚀刻后清洗液“卡脖子”关键原材料非羟胺上实现了重大技术突破。2）蚀刻液：目前已量产的应用于128 层、192 层及以上的氮化硅蚀刻液产品已规模化销售。3）光刻胶：2022年KrF 光刻胶产品通过认证客户不断增加，已在国内主流晶圆制造厂商处实现供货；KrF光刻胶部分产品形成订单，ArF 光刻胶部分产品验证效果良好，继续加速推进客户端其他光刻胶产品推广测试。4）研磨液：CMP 研磨液已有成熟的 STI Slurry、Poly slurry，W slurry 系列产品通过客户测试，进入批量化生产阶段。
坚持自主创新，电镀液产品打破进口垄断。电镀液及其添加剂是实现互联技术的关键工艺材料。公司自成立以来坚持技术创新，研发出第一代电子电镀与电子清洗技术，以半导体封装表面处理所需的去毛刺溶液和无铅纯锡电镀添加剂为核心产品；近年来重点投资研发并成功产业化晶圆制程超纯化学品-芯片铜互连电镀液和刻蚀清洗液。
来源：华创证券