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1、 請務必閱讀正文之后的重要聲明部分請務必閱讀正文之后的重要聲明部分 、AI系列之系列之HBM：AI硬件核心硬件核心，需求爆發增長需求爆發增長 電子行業 證券研究報告證券研究報告/行業行業深度報告深度報告 2024年年3月月26日日 評級：評級：增持增持（維持維持）分析師：分析師：王芳王芳 執業證書編號：執業證書編號：S0740521120002 Email： 分析師：楊旭分析師：楊旭 執業證書編號：執業證書編號：S0740521120001 Email： 分析師：分析師：游凡游凡 執業證書編號：執業證書編號：S0740522120002 Email： Table_Profit 基本狀況基本狀況

2、 上市公司數 480 行業總市值(百萬元)6,290,396 行業流通市值(百萬元)3,127,038 Table_QuotePic 行業行業-市場走勢對比市場走勢對比 Table_Report 相關報告相關報告 AI 系列之先進封裝：后摩爾時代利器，AI+國產化緊缺賽道 香農芯創深度：海力士云服務存儲最大本土代理商，24 年周期+成長共振 AI 系列：光是通信的必由之路，OCS 已成功應用 AI 系列之國產算力：0-1，重視產業鏈歷史機遇 Table_Finance 重點公司基本狀況重點公司基本狀況 簡稱簡稱 股股價價(元元)EPS PE PEG(24E)評級評級 2022 2023E 20

3、24E 2025E 2022 2023E 2024E 2025E 通富微電 22.84 0.63 0.33 0.10 0.60 36 69 223 38 -20 買入 賽騰股份 75.90 0.90 1.53 3.37 3.81 85 50 23 20 0 未評級 香農芯創 39.60 0.49 0.69 0.79 0.98 81 58 50 41 2 買入 精智達 70.95 0.72 0.70 1.24 1.71 98 101 57 42 1 未評級 新益昌 71.38 2.27 2.00 0.59 2.58 31 36 121 28 6 未評級 華海誠科 84.12 0.59 0.51

4、0.41 0.61 143 165 206 139 143 買入 雅克科技 55.26 0.70 1.10 1.40 2.08 79 50 40 27 1 買入 興森科技 13.01 0.37 0.31 0.15 0.26 35 42 85 49 -5 買入 深南電路 87.00 2.89 3.20 2.73 3.90 30 27 32 22 2 買入 聯瑞新材 43.43 0.93 1.01 0.94 1.36 47 43 46 32 2 未評級 長電科技 28.25 1.65 1.81 0.82 1.37 17 16 34 21 -3 買入 備注：以 2024 年 3 月 25 日收盤價計

5、算，未評級股票采用 WIND 一致預期 投資要點投資要點 AI 硬件核心是算力和存力，硬件核心是算力和存力，HBM 高帶寬、低功耗優勢顯著，高帶寬、低功耗優勢顯著，是是算力算力性能發揮性能發揮的關的關鍵鍵。AI 芯片需要處理大量并行數據，要求高算力和大帶寬，算力越強、每秒處理數據的速度越快，而帶寬越大、每秒可訪問的數據越多，算力強弱主要由 AI 芯片決定，帶寬由存儲器決定，存力是限制 AI 芯片性能的瓶頸之一。AI 芯片需要高帶寬、低能耗，同時在不占用面積的情況下可以擴展容量的存儲器。HBM 是 GDDR 的一種，定位在處理器片上緩存和傳統 DRAM 之間，兼顧帶寬和容量，較其他存儲器有高帶寬

6、、低功耗、面積小的三大特點，契合 AI 芯片需求。HBM 不斷迭代，從 HBM1 目前最新到 HBM3E，迭代方向是提高容量和帶寬，容量可以通過堆疊層數或增加單層容量獲得提升，帶寬提升主要是通過提升 I/O 速度。HBM 市場爆發式增長，海力士和三星壟斷市場。市場爆發式增長，海力士和三星壟斷市場。目前主流 AI 訓練芯片均使用 HBM，一顆 GPU 配多顆 HBM，如英偉達 1 顆 H100 使用 5 顆 HBM3、容量 80GB，23 年底發布的 H200 使用 6 顆 HBM3E（全球首顆使用 HBM3E 的 GPU）、容量達 144GB，3 月 18 日，英偉達在美國加州圣何塞召開了 G

7、TC2024 大會發布的 B100 和B200 使用 192GB（8 個 24GB 8 層 HBM3E），英偉達 GPU HBM 用量提升，另外AMD 的 MI300 系列、谷歌的 TPU 系列均使用 HBM。根據我們的測算，預計 24 年HBM 市場需求達 150 億美金，較 23 年翻倍。HBM 的供應由三星、海力士和美光三大原廠壟斷，22 年海力士/三星/美光份額 50%/40%/10%，海力士是 HBM 先驅，HBM3 全球領先，與英偉達強綁定、是英偉達主要 HBM 供應商，三星緊隨其后，美光因技術路線判斷失誤份額較低，目前追趕中，HBM3E 進度直逼海力士。目前 HBM 供不應求，三

8、大原廠已開啟軍備競賽，三大原廠一方面擴產滿足市場需求、搶占份額，海力士和三星 24 年 HBM 產能均提升 2 倍+，另外三大原廠加速推進下一代產品 HBM3E 量產以獲先發優勢，海力士 3 月宣布已開始量產 8 層 HBM3E，3 月底開始發貨，美光跳過 HBM3 直接做 HBM3E，2 月底宣布量產 8 層 HBM3E，三星 2月底發布 12 層 HBM3E。先進封裝大放異彩，設備和材料新增量。先進封裝大放異彩，設備和材料新增量。HBM 采用 3D 堆疊結構，多片 HBM DRAM Die 堆疊在 Logic Die 上，Die 之間通過 TSV 和凸點互連，先進封裝技術 TSV、凸點制造

9、、堆疊鍵合是 HBM 制備的關鍵，存儲原廠采用不同的堆疊鍵合方式，海力士采用 MR-MUF 工藝，三星和美光采用 TCB 工藝，MR-MUF 工藝較 TCB 工藝效率更高、散熱效果更好。HBM 對先進封裝材料的需求帶動主要體現在 TSV、凸點制造和堆疊鍵合/底填工藝上，帶來對環氧塑封料、硅微粉、電鍍液和前驅體用量等的提升，在設備端 HBM 帶來熱壓鍵合機、大規?；亓骱笝C和混合鍵合機等需求。投資建議：投資建議：HBM 海外引領，核心標的如下：1）存儲原廠：海力士/三星/美光；2）設備：BESI/ASMPT/Camtek 等。大陸 HBM 產業鏈相關標的：1）存儲：香農芯創/佰維存儲/雅創電子等；

10、2）設備：賽騰股份/精智達/新益昌等；3）材料：華海誠科/雅克科技/聯瑞新材/興森科技/深南電路等；4）封測：通富微電/深科技/長電科技等。風險提示：風險提示：行業需求不及預期的風險、大陸廠商技術進步不及預期、技術路線發生分歧、研報使用的信息更新不及時的風險，計算結果存在與實際情況偏差的風險。-40%-30%-20%-10%0%10%電子滬深300 請務必閱讀正文之后的重要聲明部分請務必閱讀正文之后的重要聲明部分 -2-行業行業深度報告深度報告 內容目錄內容目錄 1.HBM 助力助力 AI 芯片性能發揮，市場需求爆發式增長芯片性能發揮，市場需求爆發式增長.-5-1.1HBM 高帶寬、低功耗優勢

11、顯著，緩解內存墻問題.-5-1.2 HBM 隨 AI 爆發式增長，2024 年達到百億美金規模.-11-1.3 三大原廠壟斷市場，開啟軍備競賽.-13-2.HBM 制造中先進封裝大放異彩制造中先進封裝大放異彩.-18-2.1 采用多種先進封裝工藝，重點關注堆疊鍵合方式.-18-2.2 HBM 三大關鍵工藝：TSV、Micro bump 和堆疊鍵合.-21-3.HBM 驅動先進封裝設備和材料需求爆發驅動先進封裝設備和材料需求爆發.-31-3.1 材料端：環氧塑封料、硅微粉、電鍍液和前驅體等用量提升材料端：環氧塑封料、硅微粉、電鍍液和前驅體等用量提升.-31-3.2 設備端：熱壓鍵合機、大規?；亓?/p>

12、焊機、混合鍵合機等需求設備端：熱壓鍵合機、大規?；亓骱笝C、混合鍵合機等需求.-33-3.3 全球全球/大陸產業鏈布局情況大陸產業鏈布局情況.-38-4.投資建議投資建議.-40-5.風險提示風險提示.-40-圖表目錄圖表目錄 圖表圖表 1 1：英偉達：英偉達 GPUGPU 浮點運算和帶寬提升速度失衡浮點運算和帶寬提升速度失衡.-5-圖表圖表 2 2：處理器和存儲器的速度失配：處理器和存儲器的速度失配.-5-圖表圖表 3 3：存儲的數據的傳輸速度慢：存儲的數據的傳輸速度慢.-6-圖表圖表 4 4：數據的傳輸功耗大：數據的傳輸功耗大.-6-圖表圖表 5 5：存算一體類別：存算一體類別.-7-圖表圖

13、表 6 6：HBMHBM 定位在片上存儲和普通定位在片上存儲和普通 DRAMDRAM 之間之間.-8-圖表圖表 7 7：HBMHBM 兼顧帶寬和容量兼顧帶寬和容量.-8-圖表圖表 8 8：HBMHBM 是是 DRAMDRAM 中的一種中的一種.-9-圖表圖表 9 9：英偉達和：英偉達和 AMDAMD 數據中心數據中心 GPUGPU 配套的顯存配套的顯存.-9-圖表圖表 1010：HBMHBM 高帶寬高帶寬.-10-圖表圖表 1111：HBMHBM 低能耗低能耗.-10-圖表圖表 1212：GDDRGDDR 是是 2D2D 結構，結構，HBMHBM 是是 3D3D 結構結構.-10-圖表圖表 1

14、313：256GB/s256GB/s 帶寬對帶寬對 GDDR6GDDR6 和和 HBM2HBM2 的性能要求的性能要求.-10-圖表圖表 1414：HBMHBM 的高帶寬優勢明顯的高帶寬優勢明顯.-10-圖表圖表 1515：HBMHBM 占用的面積小占用的面積小.-10-圖表圖表 1616：海力士：海力士 HBMHBM 迭代情況迭代情況.-11-圖表圖表 1717：HBMHBM 結構結構.-12-圖表圖表 1818：H100H100 封裝結構封裝結構.-12-wWjYiY9ZkZiYmV9PdNaQnPpPpNmQiNpPoNeRoMwO7NmNoPvPmMwPvPmRyR 請務必閱讀正文之后

15、的重要聲明部分請務必閱讀正文之后的重要聲明部分 -3-行業行業深度報告深度報告 圖表圖表 1919：AIAI 訓練芯片的訓練芯片的 HBMHBM 使用情況使用情況.-12-圖表圖表 2020：HBMHBM 市場需求測算市場需求測算.-13-圖表圖表 2121：Sever DRAMSever DRAM 市場份額市場份額.-13-圖表圖表 2222：Mobile DRAMMobile DRAM 市場份額市場份額.-13-圖表圖表 2323：Consumer Eletronics DRAMConsumer Eletronics DRAM（利基（利基 DRAMDRAM）份額）份額.-14-圖表圖表 2

16、424：Graphic DRAMGraphic DRAM 市場份額市場份額.-14-圖表圖表 2525：三大原廠在不同制程使用：三大原廠在不同制程使用 EUVEUV 技術的情況技術的情況.-14-圖表圖表 2626：DRAMDRAM 制程迭代制程迭代.-15-圖表圖表 2727：HBMHBM 發展歷程發展歷程.-16-圖表圖表 2828：HBMHBM 競爭格局競爭格局.-16-圖表圖表 2929：HBMHBM 不同世代占比不同世代占比.-16-圖表圖表 3030：HBMHBM 發展歷程發展歷程.-17-圖表圖表 3131：三大原廠：三大原廠 HBMHBM 開發進度開發進度.-17-圖表圖表 3

17、232：海力士官網的：海力士官網的 HBMHBM 產品料號情況產品料號情況.-18-圖表圖表 3333：三星官網的：三星官網的 HBMHBM 產品料號情況產品料號情況.-18-圖表圖表 3434：英偉達：英偉達 P100P100 芯片供應鏈情況芯片供應鏈情況.-19-圖表圖表 3535：HBMHBM 結構結構.-19-圖表圖表 3636：HBMHBM 的邏輯芯片的功能區的邏輯芯片的功能區.-19-圖表圖表 3737：傳統：傳統 DRAMDRAM 與與 HBMHBM 制造和封測流程對比制造和封測流程對比.-20-圖表圖表 3838：HBM StackHBM Stack 制造流程制造流程.-21-

18、圖表圖表 3939：海力士：海力士 MRMR-MUFMUF 工藝工藝.-21-圖表圖表 4040：HBMHBM 核心工藝：核心工藝：TSVTSV、micro bumpmicro bump 和堆疊鍵合和堆疊鍵合.-21-圖表圖表 4141：HBMHBM（4 4 層層 DRAM+1DRAM+1 層邏輯）層邏輯）3D3D 封裝成本劃分（封裝成本劃分（99.5%99.5%鍵合良率）鍵合良率）.-22-圖表圖表 4242：HBMHBM（4 4 層層 DRAM+1DRAM+1 層邏輯）層邏輯）3D3D 封裝成本劃分（封裝成本劃分（99%99%鍵合良率）鍵合良率）.-22-圖表圖表 4343：3D TSV3

19、D TSV 結構結構.-23-圖表圖表 4444：TSVTSV-ViafirstViafirst.-23-圖表圖表 4545：TSVTSV 工藝應用情況工藝應用情況.-23-圖表圖表 4646：TSVTSV 工藝流程圖工藝流程圖.-23-圖表圖表 4747：TSVTSV 工藝設備與材料工藝設備與材料.-24-圖表圖表 4848：BumpBump 金屬凸點金屬凸點.-24-圖表圖表 4949：電鍍錫球凸點的工藝流程圖：電鍍錫球凸點的工藝流程圖.-25-圖表圖表 5050：bumpbump 工藝設備與材料工藝設備與材料.-25-圖表圖表 5151：不同代際：不同代際 HBMHBM 的的 BumpB

20、ump 間距與互聯技術間距與互聯技術.-26-圖表圖表 5252：大規?；亓骱富玖鞒蹋捍笠幠；亓骱富玖鞒?-27-圖表圖表 5353：熱壓鍵合基本流程：熱壓鍵合基本流程.-27-圖表圖表 5454：底填料分類：底填料分類.-28-請務必閱讀正文之后的重要聲明部分請務必閱讀正文之后的重要聲明部分 -4-行業行業深度報告深度報告 圖表圖表 5555：TCTC-NCFNCF 工藝流程圖工藝流程圖.-28-圖表圖表 5757：TCTC-NCFNCF 步驟及設備步驟及設備.-28-圖表圖表 5757：MRMR-MUFMUF 工藝流程圖工藝流程圖.-29-圖表圖表 5858：MRMR-MUFMUF 步

21、驟及設備步驟及設備.-29-圖表圖表 5959：MRMR-MUFMUF 與與 TCTC-NCFNCF 工藝對比工藝對比.-29-圖表圖表 6060：MRMR-MUFMUF 具備更高的熱導性具備更高的熱導性.-30-圖表圖表 6161：傳統凸點技術與混合鍵合技術流程對比：傳統凸點技術與混合鍵合技術流程對比.-30-圖表圖表 6262：EMCEMC 在在 HBMHBM 中的應用中的應用.-32-圖表圖表 6363：硅微粉的應用：硅微粉的應用.-32-圖表圖表 6464：電鍍液在：電鍍液在 bumpbump 中的應用中的應用.-33-圖表圖表 6565：前驅體在原子層沉積中的應用：前驅體在原子層沉積

22、中的應用.-33-圖表圖表 6666：三種不同的：三種不同的 HBMHBM 工藝對應三類不同的核心鍵合設備工藝對應三類不同的核心鍵合設備.-34-圖表圖表 6767：熱壓鍵合機的：熱壓鍵合機的“熱壓熱壓”過程過程.-34-圖表圖表 6868：熱壓鍵合機海內外主要廠商簡介：熱壓鍵合機海內外主要廠商簡介.-35-圖表圖表 6969：Kurtz Ersa HOTFLOWKurtz Ersa HOTFLOW 型號回流爐示意圖型號回流爐示意圖.-36-圖表圖表 7070：回流焊爐海內外主要廠商簡介：回流焊爐海內外主要廠商簡介.-36-圖表圖表 7171：焊球焊接鍵合與銅銅鍵合示意圖：焊球焊接鍵合與銅銅鍵

23、合示意圖.-37-圖表圖表 7272：混合鍵合機海內外廠商簡介：混合鍵合機海內外廠商簡介.-38-圖表圖表 7373：HBMHBM 設備設備/材料產業鏈材料產業鏈.-39-圖表圖表 7474：大陸：大陸 HBM/HBM/先進封裝材料產業鏈公司先進封裝材料產業鏈公司.-40-請務必閱讀正文之后的重要聲明部分請務必閱讀正文之后的重要聲明部分 -5-行業行業深度報告深度報告 1.HBM 助力助力 AI 芯片性能發揮，市場需求爆發式增長芯片性能發揮，市場需求爆發式增長 1.1 HBM 高帶寬、低功耗優勢顯著，緩解內存墻問題高帶寬、低功耗優勢顯著，緩解內存墻問題 存儲帶寬提升速度慢于算力提升速度。存儲帶

24、寬提升速度慢于算力提升速度。大模型的訓練可以簡化為 2 步：1）浮點運算（FLOPS），運行矩陣乘法，2）存儲（帶寬），等待數據或者計算資源。過去大模型的訓練時間主要受限于算力，英偉達等 GPU 廠商通過利用摩爾定律縮減制程、改變架構等方式，GPU 的浮點運算能力大幅提高，但對應的存儲帶寬增速慢于 GPU 算力增長速度。如英偉達 H100 相比A100，FP32 算力從 19.5 到 66.9tflops 提升 3 倍+，但帶寬從 2039GB/s到 3.35TB/s 僅提升 1.5 倍。AI 芯片需要處理大量并行數據，要求高算力和大帶寬，算力越強、每秒芯片需要處理大量并行數據，要求高算力和大

25、帶寬，算力越強、每秒處理數據的速度越快，而帶寬越大、每秒可訪問的數據越多，算力強弱處理數據的速度越快，而帶寬越大、每秒可訪問的數據越多，算力強弱主要由主要由 AI 芯片決定，帶寬由存儲器決定，存力是限制芯片決定，帶寬由存儲器決定，存力是限制 AI 芯片性能的瓶芯片性能的瓶頸之一。頸之一。AI 芯片需要高帶寬、低能耗，同時在不占用面積的情況下可以芯片需要高帶寬、低能耗，同時在不占用面積的情況下可以擴展容量的存儲器。擴展容量的存儲器。上世紀 40 年代開始計算機使用馮諾伊曼架構存算分離，即處理器和存儲器相互獨立，兩者通過總線連接。1）存算分離，數據存算間傳輸造成延遲。處理器從外部存儲中調取數據，計

26、算完成后再傳輸到內存中，一來一回都會造成延遲。2）數據在多級存儲間傳輸。為了提升速度，馮諾依曼架構對存儲進行分級，越往外的存儲介質密度越大、速度越慢，越往內的存儲密度越小，速度越快，因此數據需要在多級存儲之間搬運，能耗大。通常第一級存儲是速度最快、容量低的以 SRAM 為形式的片上緩存，第二級是傳統DDR。3）存儲制程推進慢于邏輯。目前 DRAM 制程最先進仍在 10-15nm 左右，而邏輯制程已進入 5nm 以下，主要是因存儲器制程縮小難度更大。以上三點帶來“存儲墻”和功耗墻問題，影響處理器性能：1）數據的傳輸量小、速度慢，造成延遲，2）數據的傳輸功耗大（讀取功耗隨著存儲器密度增大而增大），

27、因此存儲器的性能發展方向為更大帶寬、更低功耗。圖表圖表 1 1：英偉達英偉達 GPUGPU 浮點運算和帶寬提升速度失衡浮點運算和帶寬提升速度失衡 圖表圖表 2 2：處理器和存儲器的速度失配處理器和存儲器的速度失配 來源：Semianalysis，中泰證券研究所 來源：知存科技，中泰證券研究所 請務必閱讀正文之后的重要聲明部分請務必閱讀正文之后的重要聲明部分 -6-行業行業深度報告深度報告 存算一體可有效克服馮諾依曼架構，迎合存算一體可有效克服馮諾依曼架構，迎合 AI 時代提升算力能效的時代提升算力能效的需求。需求。存算一體是一種新的架構，其核心理念是將計算和存儲融合，降低“存儲墻”問題，實現計

28、算能效的數量級提升。從廣義而言，存算一體可分為三種：近存計算（PNM）、存內處理（PIM）、存內計算（CIM），狹義的存算一體主要指存內計算。1）近存計算近存計算 PNM，通過芯片封裝和板卡組裝的方式，將存儲和計算單元集成，提升計算能效。PNM 可分為存儲上移以及計算下移。存儲上移是指采用先進封裝技術將存儲器向處理器靠近，增加計算和存儲間的鏈路數量，增加帶寬，典型產品為 HBM（高帶寬內存），HBM 在英偉達H200、H100 等 AI 訓練 GPU 均有應用。計算下移是指利用板卡集成技術，在存儲設備引入計算引擎，減少遠端處理器負擔。2）存內處理存內處理 PIM，核心是存儲器具備一定計算能力。

29、芯片制造過程中，將存儲和計算單元集成在同一顆 die 上，使得存儲器本身具備一定計算能力。與近存計算相比，“存”與“算”之間的距離更為緊密。目前的存內處理方案主要通過在內存（DRAM）芯片中實現部分數據處理，其中典型的產品形態包括 HBM-PIM 和 PIM-DIMM，HBM-PIM 與 HBM 的不同之處在于 PIM 芯片上的每個存儲塊內都包含一個內部處理單元。存內處理技術可應用于多種場景，包括語音識別、數據庫索引搜索、基因匹配等。3）存內計算存內計算 CIM，真正意義上實現了同一個晶體管同時具備存儲和計算能力。即在芯片設計過程中，存儲電路同時具備存儲和計算能力，使得計算效能實現數量級提升。

30、典型產品為存內計算（IMC，In-memory Computing）芯片。典型場景是為 AI 算法提供向量矩陣乘的算子加速，目前已在神經網絡領域開展大量研究，如卷積神經網絡（Convolutional Neural Network,CNN）等。圖表圖表 3 3：存儲的數存儲的數據的傳據的傳輸速度慢輸速度慢 圖表圖表 4 4：數數據的傳據的傳輸功耗大輸功耗大 來源：知存科技，中泰證券研究所 來源：知存科技，中泰證券研究所 請務必閱讀正文之后的重要聲明部分請務必閱讀正文之后的重要聲明部分 -7-行業行業深度報告深度報告 圖圖表表 5 5：存算一體類別存算一體類別 來源：中國移動研究院存算一體白皮書

31、（2022），中泰證券研究所 HBM 是近存算一體的一種，定位在片上緩存是近存算一體的一種，定位在片上緩存 LLC 和傳統和傳統 DDR 中間，中間，彌補帶寬缺口，兼顧帶寬和容量。彌補帶寬缺口，兼顧帶寬和容量。HBM 定位在 CPU/GPU 片上緩存（Last Level Cache，LLC，通常是SRAM）和 DRAM 之間，彌補處理器高帶寬需求與主存儲器最大帶寬供應能力之間的帶寬缺口，容量大于片上存儲、小于傳統 DDR，但速度小于片上存儲、大于傳統 DDR，成本低于片上存儲、高于傳統 DDR。以成本為例，1MB SRAM 價值$5$10，1GB HBM 價格$10-$20，根據集邦咨詢，2

32、 月 1GB DDR4 合約價$1.95（歷史最高$4.1），1GB=1024MB，從單位存儲成本看，SRAM 的成本是 HBM 的 500 倍+、普通 DRAM 的 1000 倍+，HBM 常備是普通 DRAM 的 5 倍+。從速度來看，在 AI 應用中，每個 SoC 的帶寬需求（尤其是在訓練應用中）都會超過幾 TB/s，但常規主存儲器無法滿足這個要求，具有3200Mbps DDR4 DIMM 的單個主存儲器通道只能提供 25.6GB/s 的帶寬，具有 4800Mbps DDR5 DIMM 的單個主存儲器通道提供 38.4GB/s，即使是具有 8 個存儲器通道的最先進的 CPU 平臺，DDR

33、4 和 DDR5 對應速度也只能達到 204.8GB/s、307GB/s，圍繞單個 SoC 的 4 個 HBM2堆疊可提供大于 1TB/s 的帶寬，因而能夠消除帶寬差距。請務必閱讀正文之后的重要聲明部分請務必閱讀正文之后的重要聲明部分 -8-行業行業深度報告深度報告 HBM 用于用于 AI 訓練卡，訓練卡，GDDR 用于用于 AI 推理卡推理卡。JEDEC（固態技術協會，微電子產業的領導標準機構）定義并開發了以下三類 DRAM 標準，以幫助設計人員滿足其目標應用的功率、性能和尺寸要求。1）標準型）標準型 DDR：Double Data Rate SDRAM，針對服務器、云計算、網絡、筆記本電腦

34、、臺式機和消費類應用程序，允許更寬的通道寬度、更高的密度和不同的外形尺寸。2）LPDDR：Low Power Double Data Rate SDRAM，LPDDR 具有體積小、功耗低的優勢，可以減小無線電子產品的體積，低功耗可延長使用時間，在智能手機、平板等應用中使用廣泛。3）GDDR：Graphics Double Data Rate SDRAM，適用于具有高帶寬需求的計算領域，通常稱為顯存，例如圖形相關應用程序、數據中心和 AI 等，與 GPU 配套使用，GDDR 又可分為普通 GDDR 和 HBM，普通 GDDR采用平面結構，HBM 采用 3D 堆疊結構，普通 GDDR 多用在 AI

35、 推理卡中，HBM 用于 AI 訓練卡或少數高端的 AI 推理卡。因此，推理芯片如英偉達 A100、H100 通常使用 HBM 配套，而 L4、A16 等均配套 GDDR，高端推理卡可根據要求配套 HBM 或 GDDR，如 A30、A40。圖表圖表 6 6：HBMHBM 定位在片上存儲和普通定位在片上存儲和普通 DRAMDRAM 之間之間 圖表圖表 7 7：H HBMBM 兼顧帶寬和容量兼顧帶寬和容量 來源：海力士，中泰證券研究所 來源：Synopsys，中泰證券研究所 請務必閱讀正文之后的重要聲明部分請務必閱讀正文之后的重要聲明部分 -9-行業行業深度報告深度報告 圖表圖表 8 8：HBMH

36、BM 是是 DRAMDRAM 中的一種中的一種 來源：Semiconductor Engineering，中泰證券研究所 圖表圖表 9 9：英偉達和英偉達和 A AMDMD 數據中心數據中心 G GPUPU 配套的顯存配套的顯存 來源：英偉達、AMD 官網，中泰證券研究所 HBM 相較其他相較其他 DRAM 有高帶寬、低功耗、面積小的三大特點有高帶寬、低功耗、面積小的三大特點。一方面通過增加引腳數量達到每顆 HBM 1024bit 內存總線（即 I/O），以實現更高帶寬，另一方面縮短數據的傳輸路徑，降低功耗，HBM 走線長度以毫米為單位，而 GDDR 和 DDR 均以厘米為單位。GDDR VS

37、 HBM：1）HBM 容量易擴展、占用面積?。篐BM 采用 TSVSDRAM利基型利基型DRAMDIMMDRAM on PCBDRAM on PCBDDR1PC、服務器、服務器、數據中心、家電數據中心、家電R/LRDIMM：服務器、云計：服務器、云計算、數據中心、算、數據中心、網絡網絡顯卡、游戲機、顯卡、游戲機、高性能計算領域高性能計算領域DDR2DDR3DDR4GDDR3GDDR1GDDR2DDR5GDDR4GDDR5主流主流DRAM應用領域應用領域注：根據注：根據DRAMexchange數據，目前數據，目前DDR4 4GB DDR4 8Gb 512M*16 屬于利基型屬于利基型DRAMHB

38、M數據密集系統數據密集系統（圖形卡、（圖形卡、AI、高性能計算等）高性能計算等）HBM2EHBM1HBM2HBM3LPDDR手機、汽車、手機、汽車、平板等平板等LPDDR1LPDDR2LPDDR3LPDDR4LPDDR5標準標準DDR移動移動DDR圖形圖形DDRU/SODIMM：臺式機、筆記：臺式機、筆記本本HBM3EFP8FP16FP32H200SXM3958197967HBM3E141GB4.8TB/sPCIe(2-slot air cooled)3026151351.2HBM2E80GB5120bits2TB/sSXM39581978.966.9HBM380GB5120bits3.35T

39、B/sNVL(2 x PCIe:2-slot air cooled)79163958134HBM3188GB6144bits7.8TB/sL4推理PCIe(1-slot,low-profile)48524230.3GDDR624GB192bits300GB/sL40S推理4.4(H)x 10.5(L)dual slot146673391.6GDDR648GB384bits864GB/sL40推理4.4”(H)x 10.5”(L)dual slot724362.190.5GDDR648GB384bits865GB/sPCIe(2-slot air cooled/1-slot liquid coo

40、led)3121935GB/sSXM6242039GB/sA2推理PCIe(1-slot,low-profile)364.5GDDR616GB128bits200GB/sA10推理FHFL(1-slot)25031.2GDDR624GB384bits600GB/sA16推理FHFL(2-slot)71.618GDDR664GB128bits800GB/sA30推理FHFL(2-slot)33010.3HBM224GB3072bits933GB/sA40-4.4(H)x 10.5(L)dual slot299.437.4GDDR648GB384bits696GB/s16GB32GBMI60推理P

41、CIe29.4914.7HBM232GB4096bits1024GB/sMI100訓練/推理PCIe184.623.1HBM232GB4096bits1.2TB/sMI250訓練/推理OAM Module362.145.3HBM2E128GB8192bits3.2TB/sMI250XOAM Module38347.87HBM2E128GB8192bits3.2TB/sMI210PCIe18122.6HBM2E64GB4096bits1.6TB/sMI300A訓練HBM3128GB3.2TB/sMI300X訓練HBM3192GB5.2TB/sHBM2外形規格（外形規格（Form Factor）A

42、10080GB峰值算力峰值算力HBM2所用內存所用內存內存容量內存容量內存位寬內存位寬定位（訓練定位（訓練or推理）推理）峰值內存帶寬峰值內存帶寬H100訓練MI50推理PCIe26.54096bits1024GB/s5120bits訓練19.513.3 請務必閱讀正文之后的重要聲明部分請務必閱讀正文之后的重要聲明部分 -10-行業行業深度報告深度報告 硅通孔技術 3D 堆疊，通過增加層數來擴展容量，GDDR 為 2D 結構，因此 HBM 在實現相同容量下，占用的面積更小。2）HBM 功耗低：GDDR采用正常 2D 結構，不需要中介層連接，總線位寬小，主要是通過體現數據的傳輸速率來提升位寬，因

43、為數據的傳輸速率快，因此功耗也高于HBM，而 HBM 用 TSV 技術實現走線更短，同時 I/O 數據的傳輸速度慢，功耗低。3）HBM 帶寬大：HBM 通過增加位寬實現高帶寬。4）HBM 制造成本高：HBM 采用額外的 TSV、Bumping 等技術，對封裝要求高，損耗也更高。圖表圖表 1010：HBMHBM 高帶寬高帶寬 圖表圖表 1111：HBMHBM 低能耗低能耗 來源：海力士，中泰證券研究所 來源：海力士，中泰證券研究所 圖表圖表 1212：GDDRGDDR 是是 2 2D D 結構，結構，H HBMBM 是是 3 3D D 結構結構 圖表圖表 1313：2 256GB/56GB/s

44、s 帶寬對帶寬對 G GDDR6DDR6 和和 H HBM2BM2 的性能要求的性能要求 來源：Rambus，中泰證券研究所 來源：Rambus，中泰證券研究所 圖表圖表 1414：HBMHBM 的高帶寬優勢明顯的高帶寬優勢明顯 圖表圖表 1515：HBMHBM 占用的面積小占用的面積小 來源：Rambus，中泰證券研究所 來源：應用材料，中泰證券研究所 HBM 不斷迭代，迭代方向為增加容量和帶寬，目前最高層數為不斷迭代，迭代方向為增加容量和帶寬，目前最高層數為 12 層。層。海力士 2014 年推出全世界第一顆 HBM，2018 年推出 HBM2，后續每隔兩年推出新一代 HBM，目前最新量產

45、的是 HBM3，預計 2024 年量產HBM3E，原廠加速研發。從單顆容量看，堆疊層數和單層 DRAM 容量均有所增加，HBM1 僅堆疊GDDR6HBM2總帶寬（GB/s）256256在帶寬相同的情況下位寬（bit）1281024HBM2位寬更大數據的傳輸速率（Gbps）162HBM2速度更低PHY芯片面積（相對）1.5-1.751HBM2有面積優勢PHY芯片功耗（相對）3.4-4.51HBM2有功耗優勢中介層不需求需要GDDR6成本優勢存儲平面，與DDR4、LPDDR4類似堆疊GDDR6成本優勢 請務必閱讀正文之后的重要聲明部分請務必閱讀正文之后的重要聲明部分 -11-行業行業深度報告深度報

46、告 4 層 2Gb 的 DRAM，實現單顆 HBM 8Gb（1GB），而 HBM3E 最高堆疊12 層 3GB 的 DRAM，實現單顆 HBM 36GB，HBM4 可能采用 16 層堆疊。從 I/O 數量看（總線位寬），HBM1 到 HBM3E 均保持在 1024bit，而數據的傳輸速率從 HBM1 的 1Gb/s 提升到 HBM3E 的 9.2Gb/s，最終實現帶寬從 HBM1 的 128GB/s 提升至 HBM3E 的 1.2TB/s。HBM4 的標準目前未確定，目前普遍預期 HBM4 最高 16 層堆疊，2048bit 總線位寬。圖表圖表 1616：海力士海力士 H HBMBM 迭代情況

47、迭代情況 來源：海力士，中泰證券研究所 影響影響 HBM 性能的因素主要是性能的因素主要是 HBM 帶寬、容量、功耗和尺寸規格。帶寬、容量、功耗和尺寸規格。1）提升 HBM 容量：增加 DRAM Die 的堆疊層數。增加每片 DRAM Die的容量單顆 GPU 增加使用 HBM 的顆數。單顆 HBM 容量=DRAM 堆疊層數每片 DRAM 容量，GPU 使用 HBM 總容量=單顆 HBM 容量*HBM 顆數。2）提升 HBM 帶寬：提高 I/O 數據的傳輸速率。更寬的 I/O 總線位寬。帶寬是處理器與顯存之間的數據的傳速度，帶寬（GB/s）=數據的傳輸速率（即 I/O 讀寫速度，Gbps）總線

48、位寬（bit）/8。HBM主要是通過增加總線位寬的寬度提升帶寬，同時數據的傳輸速率較慢，實現運行功耗更低、面積更小，但因涉及到復雜的堆疊、中介層等技術，成本更高。3）功耗：數據的傳輸速度越大，功耗越大，數據的傳輸的距離越遠，功耗越大。HBM 方案下，方案下，GPU 增加帶寬的方式主要是增加增加帶寬的方式主要是增加 HBM 顆數和提升顆數和提升 HBM性能。性能。1）增加 HBM 顆數：目前 1 顆 HBM3 可提供 1024bit 總線位寬，增加 1 顆 HBM3，可增加 1024bit 總線位寬。但 HBM 的顆粒必須跟 GPU對齊和封裝在一起，是緊耦合的狀態，受限 GPU 面積，HBM 數

49、量不能無限增加，同時還需考慮散熱等問題。2）提升 HBM 性能：提高單顆 HBM的帶寬。1.2 HBM 隨隨 AI 爆發式增長，爆發式增長，2024 年達到百億美金規模年達到百億美金規模 目前主流目前主流 AI 訓練芯片都使用訓練芯片都使用 HBM，一顆，一顆 GPU 配多顆配多顆 HBM。以英偉達H100 為例，1 顆英偉達 H100 PICe 使用臺積電 CoWoS-S 封裝技術將7 顆芯片（1 顆 GPU+6 顆 HBM）封在一起，1 顆 GPU 由 6 顆 HBM 環繞，其中 5 顆是 active HBM，每顆 HBM 提供 1024bit 總線位寬，5 顆共提供 5120bit 總

50、線位寬，另外 1 顆是 non-HBM，可使用硅材料，起到芯片的結構支撐作用。H100 PCIe 的 HBM 總容量 80GB，使用 5 顆activer HBM2E，每顆 HBM2E 容量 16GB，每顆 HBM2E 是由 8 層 2GB DRAM Die 堆疊組成。HBM1HBM2HBM2EHBM3HBM3EHBM4年份201420182020202220242026堆疊層數44 or 84 or 88 or 128 or 1212 or 16單層DRAM容量2Gb1GB2GB2GB3GB3GB容量1GB4GB OR 8GB8GB OR 16GB16GB OR 24GB24GB OR 36

51、GB48GB或64GBI/O數量（總線位寬，bit）102410241024102410242048I/O速度（數據的傳輸速率）1Gbps2.4Gbps3.6Gbps6.4Gbps9.2 Gbps?帶寬128GB/s307GB/s460GB/s819GB/s1.2TB/s？電壓1.2V1.2V1.2V1.1V？請務必閱讀正文之后的重要聲明部分請務必閱讀正文之后的重要聲明部分 -12-行業行業深度報告深度報告 圖表圖表 1717：HBMHBM 結構結構 圖表圖表 1818：H100H100 封裝結構封裝結構 來源：海力士，中泰證券研究所 來源：Semianalysis，中泰證券研究所 英偉達英偉

52、達 HBM 用量提升用量提升。英偉達 H100 PCIe 版本使用 80GB HBM2E，H200 提升到 144GB（6 顆 HBM3E），最新發布的 B100、B200 采用192GB（8 顆 8 層 HBM3E）。圖表圖表 1919：AIAI 訓練芯片的訓練芯片的 HBMHBM 使用情況使用情況 來源：Semianalysis、ANANDTECH，中泰證券研究所 預計預計 24 年年 HBM 市場規模達百億美金，較市場規模達百億美金，較 23 年翻倍。年翻倍。以搭載 8 顆英偉達 H100 的 AI 服務器為例，H100 配套 5 顆 HBM2E，單顆 HBM2E 容量 16GB，8 層

53、堆疊、每層堆疊 2GB，每顆 H100 需要 80GB HBM，單顆服務器需要 640GB HBM；HBM 每 GB 單價 10-20 美金。假設單顆GPU 的 HBM 使用量每年提升 40%左右，假設 AI 服務器 24-25 年滲透率 12%/13%，預計 24 年 HBM 市場需求 151 億美金，較 23 年基本翻倍。HBM用量（用量（GB）HBM版本版本HBM顆數顆數每顆每顆HBM容量（容量（GB）I/O總線位寬總線位寬(bit)傳輸速度傳輸速度(GTs)帶寬帶寬(GB/s)LayersA100 40GB PCle4025851202.431,5554/8+1A100 80GB PC

54、le802E51651203.021,9358+1A100 40GB SXM4025851202.431,5554/8+1A100 80GB SXM802E51651203.192,0398+1H100 PCle802E51651203.192,0398+1H100 SXM80351651205.233,3508+1H100 NVL19231216122885.087,8008+1H100S SXM120/14435/62451205.63584/430112+1H200144GB3E62461446.5480008+1B100192GB3E824819288.198+1B200192GB3E

55、824819288.198+1Google TPUv4i8222451202.295854+1Google TPUv432242451202.341,2008+1Google TPUv5i162E22451203.208194+1Google TPUv56434/62451205.202662/39938+1AMD MI250X1282E82451203.203,2778+1AMD MI300A128382451205.205,3258+1AMD MI300X192382451205.605,73412+1谷歌AMD英偉達 請務必閱讀正文之后的重要聲明部分請務必閱讀正文之后的重要聲明部分 -1

56、3-行業行業深度報告深度報告 圖表圖表 2020：H HBMBM 市場市場需求需求測算測算 來源：Trendforce 等，中泰證券研究所 1.3 三大原廠壟斷市場，開啟軍備競賽三大原廠壟斷市場，開啟軍備競賽 圖形和服務器圖形和服務器 DRAM 三大家壟斷程度高。三大家壟斷程度高。1）分下游三大原廠合計市占率排序（23Q1）：圖形 DRAM（100%）服務器 DRAM（99%）移動端 DRAM（94%）利基 DRAM（71%），圖形、服務器 DRAM 基本全部被三星、海力士和美光壟斷，移動端和利基DRAM 市場有其他玩家，尤其是利基 DRAM 市場，代表廠商有中國臺灣廠商華邦、南亞、南亞，陸廠

57、商長鑫存儲、北京君正、東芯股份、兆易創新等。2）分下游玩家：三星在每個細分市場均為第一，圖形 DRAM 市場，三星/海力士/美光份額 35%/31%/34%,三大原廠份額較為均衡，在服務器市場，三星/海力士/美光份額 43%/34%/22%，移動端市場，三星/海力士/美光份額 53%/19%/18%，三星獨占一半份額（三星手機約占據 20%左右全球份額），在利基 DRAM 市場，三星/海力士/美光份額 33%/13%/25%。圖表圖表 2121：Sever DRAMSever DRAM 市場份額市場份額 圖表圖表 2222：Mobile DRAMMobile DRAM 市場份額市場份額 來源：

58、OMDIA，中泰證券研究所 來源：OMDIA，中泰證券研究所 20232024E2025E單顆GPU的HBM總容量（GB）80112156.8yoy40%40%單臺AI服務器的GPU使用量（顆/臺）888單臺AI服務器的HBM總容量（GB）6408961254.4全球服務器出貨量（萬臺）1,3391,3651,434yoy-6%2%5%全球AI服務器出貨量（萬臺）120.5165.2189.5AI服務器滲透率9%12%13%全球AI服務器的HBM需求量（億GB）81524HBM單價（美金/GB)101010AI服務器HBM市場需求（億美金）76151238DRAM市場規模（億美金）519822

59、1,028yoy58%25%HBM占DRAM市場占比15%18%23%43%34%22%0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%三星海力士美光其他58%19%18%6%0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%三星海力士美光其他 請務必閱讀正文之后的重要聲明部分請務必閱讀正文之后的重要聲明部分 -14-行業行業深度報告深度報告 圖表圖表 2323：Consumer Eletronics DRAMConsumer Eletronics DRAM（利基（利基 DRAMDRAM）份）份額額 圖表圖表 2424：Graphic DRAMGraphic

60、DRAM 市場份額市場份額 來源：OMDIA，中泰證券研究所 來源：OMDIA，中泰證券研究所 未來未來 DRAM 制程演進需要使用制程演進需要使用 EUV 光刻技術，三星光刻技術，三星最早使用。最早使用。1）DRAM 制程：進入 10nm 級別制程后迭代速度放緩，使用 1x（16-19nm）、1y（14-16nm）、1z（12-14nm）等字母表示，另外三星海力士使用 1a（約 13nm）、1b（10-12nm）、1c（約 10nm），對應美光 1、1、1。2）三星在 1znm 就已使用 EUV 光刻技術。三星在 2020 年在 1znm DDR5上采用 1 層 EUV，2021 年量產采用

61、 5 層 EUV 的 DDR5，三星是首家在DRAM 采用 EUV 光刻技術的廠商，也是在 DRAM 上使用 5 層 EUV 的廠商。而海力士和美光在 1znm 仍然使用 ArF-i 光刻工藝，2021 年海力士在 1anm 轉向使用 EUV，后續在 1bnm 繼續使用 EUV。而美光在 2023年宣布開始在 1cnm（1制程）使用 EUV 光刻技術。EUV 技術，制程技術，制程更小、單位容量更大，成本更有優勢。更小、單位容量更大，成本更有優勢。圖表圖表 2525：三大原廠在不同制程使用：三大原廠在不同制程使用 EUVEUV 技術的情況技術的情況 三星三星 海力士海力士 美光美光 第一代 10

62、nm 級別 1xnm（D1x）16-19nm Test vehicle（試驗版本，未規模量產）第二代 10nm 級別 1ynm（D1y）14-16nm 第三代 10nm 級別 1znm（D1z）12-14nm（1 層 EUV）第四代 10nm 級別 1nm（D1a）約 13nm（5 層 EUV）第五代 10nm 級別 1nm（D1b）10-12nm 第六代 10nm 級別 1nm（D1c)約 10nm，1 的增強版（未量產）（未量產）（未量產）來源：Techinsights，中泰證券研究所整理 2024 年三大原廠將以迭代量產年三大原廠將以迭代量產 1bnm（1）為主，）為主，海力士海力士和美

63、光和美光 HBM3E將直接使用將直接使用 1bnm，三星三星采用采用 1anm。目前，DRAM 先進制程技術已發展至第五代 10nm 級別，美光稱之為 1nm DRAM，三星和海力士稱為 1bnm DRAM。美光最先量產 1bnm 級別 DRAM。1）三星：2023 年 5 月三星量產 12nm 16Gb DDR5 DRAM，9 月三星開發出基于 12nm 級工藝技術的 32Gb DDR5 DRAM，將于 2023 年底開始量產。三星透露將于 2026 年推出 DDR6 內存，2027 年即實現原生 10Gbps33%13%25%29%0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%

64、100%三星海力士美光其他35%31%34%0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%三星海力士美光其他 請務必閱讀正文之后的重要聲明部分請務必閱讀正文之后的重要聲明部分 -15-行業行業深度報告深度報告 的速度。據披露，三星正在開發行業內領先的 11nm 級 DRAM 芯片。2）海力士：2023 年 1 月，海力士 1anm 服務器 DDR5 適用到英特爾第四代至強可擴展處理器，并在業界首次獲得認證。5 月，海力士 1bnm技術完成研發，采用“HKMG（High-K Metal Gate）”工藝，與 1a nm DDR5 DRAM 相比功耗減少了 20%以上。3）美光

65、：2022 年日本廠開始量產 1bnm（1）制程，今年中國臺灣廠也開始量產 1bnm（1）制程，預計 1cnm（1）制程在 25H1 在中國臺灣廠量產，1cnm（1）制程使用 EUV 技術。圖表圖表 2626：DRAMDRAM 制程迭代制程迭代 來源：半導體行業觀察、Techinsights，中泰證券研究所 三星和海力士壟斷三星和海力士壟斷 9 成成 HBM 市場，美光份額落后。市場，美光份額落后。HBM 市場壟斷效應更強，2022 年海力士/三星份額為 50%/40%，美光份額僅 10%，海力士HBM3 產品領先其他原廠，是英偉達 AI 芯片 HBM 的主要供應商，份額最高，而三星著重滿足其

66、他云端服務業者的訂單，在客戶加單下，預計在 HBM3 與海力士的市占率差距會大幅縮小，20232024 年三星和海力士市占率預估相當，合計擁 HBM 市場約 95%的市占率，不過因客戶組成略有不同，在不同季度的出貨表現可能有先后。美光因技術路線判斷失誤在美光因技術路線判斷失誤在 HBM 市場份額比較低，在追趕中。市場份額比較低，在追趕中。美光此前在 HMC 投入更多資金，HMC（Hybrid Memory Cube，混合內存立方體）將 DRAM 堆疊、使用 TSV 硅穿孔技術互連，DRAM 下方是一顆邏輯芯片，從處理器到存儲器的通信是通過高速 SERDES 數據鏈路進行的，該鏈路會連接到 DR

67、AM 下面的邏輯控制器芯片，但不同于 HBM，HBM 是與 GPU 通過中介層互連。HMC 是與 HBM 競爭的技術，美光2011 年推出 HMC，海力士 2013 年推出 HBM，HMC 與 HBM 開發時間相近，但 HBM 未被大規模使用，原因如下：1）相較 HBM 直接與處理器封裝在一起，HMC 距離處理器較遠，延遲更大。2）HBM 推出不久后就被認證為 JEDEC 標準，而 HMC 推出比 HBM 早 2 年但未被 JEDEC 定為標準，JEDEC 擁有數百家會員公司、奉行一公司一票與三分之二多數的制度，從而降低標準制定被任何一家或一批公司所把控的風險，因此只有大家真正認可，才會最終被

68、推行為正式標準。美光 2018 年由 HMC 轉向 HBM。請務必閱讀正文之后的重要聲明部分請務必閱讀正文之后的重要聲明部分 -16-行業行業深度報告深度報告 2023 年主流需求自年主流需求自 HBM2E 轉向轉向 HBM3，預計，預計 2024 年轉向年轉向 HBM3 及及3E。隨著使用 HBM3 的 AI 訓練芯片陸續放量，2024 年市場需求將大幅轉往 HBM3，而 2024 年將有望超越 HBM2E，比重預估達 60%，且受惠于其更高的平均銷售單價，將帶動明年 HBM 營收顯著成長。圖表圖表 2727：H HBMBM 發展歷程發展歷程 來源：面包板，中泰證券研究所 圖表圖表 2828

69、：HBMHBM 競爭格局競爭格局 圖表圖表 2929：HBMHBM 不同世代占比不同世代占比 2022 2023E 2024E 海力士海力士 50%46%49%47%49%三星三星 40%46%49%47%49%美光美光 10%4%6%3%5%來源：Trendforce，中泰證券研究所 來源：Trendforce，中泰證券研究所 海力士是海力士是 HBM 先驅、技術最強，最早與先驅、技術最強，最早與 AMD 合作開發，三星緊隨其合作開發，三星緊隨其后。后。海力士在 2015 年首次為 AMD Fiji 系列游戲 GPU 提供 HBM，該 GPU由 Amkor 進行 2.5D 封裝，隨后推出使用

70、 HBM2 的 Vega 系列，但 HBM對游戲 GPU 性能未產生太大改變，考慮沒有明顯的性能優勢和更高的成本，AMD 在 Vega 之后的游戲 GPU 中重新使用 GDDR，目前英偉達和AMD 的游戲 GPU 仍然使用更便宜的 GDDR。隨著 AI 模組中參數數量的指數級增長，內存墻問題愈加突出，英偉達在 2016 年發布首款 HBM GPU P100，后續英偉達數據中心 GPU 基本都采用海力士 HBM。海力士 22Q4 量產全球首款 HBM3，而三星由于此前降低 HBM 的投入優先級，HBM3 較海力士晚推出一年。三大原廠積極擴產三大原廠積極擴產 HBM 和推進產品迭代，預計和推進產品

71、迭代，預計 24H2 HBM3E 量產，未量產，未來成為市場主流。來成為市場主流。1）海力士：24 年 Capex 優先保障 HBM 和 TSV 產能，23 年 HBM 產能已出售完、同時持續收到額外需求，預計 DDR5 和 HBM 產線規模將在24 年增長 2 倍+。公司已從 2023 年 8 月開始提供 HBM3E 樣品，2024 年1 月中旬結束開發，3 月開始量產 8 層 HBM3E，3 月底發貨。12 層 HBM3E0%20%40%60%80%100%20222023E2024EHBM3HBM2E其他 請務必閱讀正文之后的重要聲明部分請務必閱讀正文之后的重要聲明部分 -17-行業行業

72、深度報告深度報告 已于 2 月送樣。2）三星：計劃 24 年 HBM 產能提高 2.5 倍。23Q3 已量產 8 層和 12 層HBM3，計劃 Q4 進一步擴大生產規模，并開始供應 8 層 HBM3E 樣品，2024 年 2 月底發布 12 層 HBM3E，預計 H1 量產。3）美光：跳過 HBM3，直接做 HBM3E，2024 年 3 月宣布量產 8 層HBM3E，將用于英偉達 H200，3 月送樣 12 層 HBM3E。圖表圖表 3030：H HBMBM 發展歷程發展歷程 來源：各公司官網，中泰證券研究所 圖表圖表 3131：三大原廠三大原廠 H HBMBM 開發進度開發進度 來源：Tre

73、ndforce，中泰證券研究所 HBM420132015201620172018201920202021202220232024E20252026海力士海力士AMD聯合開發全球首款HBM；制程：29nm發布HBM2；制程：21nm全球率先量產HBM2E10月開發出全球首款HBM36月率先開始量產HBM3，Q3開始向英偉達4月宣布已經率先研發出12層 HBM3;8月送樣8層HBM3E2月送樣12層HBM3E;3月量產8層HBM3E；制程：1b nm預計量產HBM4三星三星從HBM2開始布局，率先量產HBM2；制程：20nm推出HBM2E，后續量產。制程：1ynm2月推出了HBM-PIM（存算一體

74、）表示HBM3已量產；制程：1b nmQ3大規模量產HBM3；8層HBM3E送樣3月12H HBM3E已送樣，預計H2量產；制程：14nm預量產HBM4美光美光宣布將會開始提供HBM2產品7月宣布HBM3E已經開始送樣；制程：1 nm3月8層HBM3E宣布量產預計量產HBM4AMDAMD RadeonR9 Fury X，第一款搭載HBM的GPU，使用SK海力士的HBM在Vega架構的GPU上搭載HBM2MI50和MI60均搭載HBM2；RadeonInstinct加速器搭載三星HBM2AMD RadeonVII搭載HBM211月發布MI100搭載HBM211月發布MI250和MI250X均搭載

75、HBM2E3月發布MI210PCIe搭載HBM2E發布MI300A和MI300X搭載HBM3；Instinct MI100 GPU搭載了三星的HBM-PIM存儲器英偉達英偉達NVIDIA TeslaP100，第一款搭載HBM2的GPU，使用三星HBM2NVIDIA A10080GB，第一款搭載HBM2E的GPU升級A100 PCIeGPU，配備80GB HBM2EH100 PCIe搭載HBM2EH100 SXM首款使用HBM3的GPU，使用海力士產品，后續的H100 NVL和H100SSXM都搭載HBM3；11月發布H200發布B100、B200HBM原廠原廠HMCGPU廠商廠商HBM3EHB

76、M1HBM2HBM2EHBM3 請務必閱讀正文之后的重要聲明部分請務必閱讀正文之后的重要聲明部分 -18-行業行業深度報告深度報告 圖圖表表 3232：海力士官網的海力士官網的 H HBMBM 產品料號情況產品料號情況 來源：海力士官網，中泰證券研究所 圖圖表表 3333：三星官網的三星官網的 H HBMBM 產品料號情況產品料號情況 來源：三星官網，中泰證券研究所 注：美光官網未列示 HBM 料號。2.HBM 制造中先進封裝大放異彩制造中先進封裝大放異彩 2.1 采用多種先進封裝工藝，重點關注堆疊鍵合方式采用多種先進封裝工藝，重點關注堆疊鍵合方式 HBM 顆粒采用顆粒采用 KGSD 封裝形式

77、，由封裝形式，由 1 片邏輯芯片片邏輯芯片+多片多片 DRAM 芯片組芯片組成。成。海力士、三星等存儲原廠將 HBM 采用晶圓級封裝，以 KGSD（Known Good Die Stack，已知合格堆疊芯片）的封裝形式交給臺積電，臺積電使用 2.5D 封裝技術（包括 CoWoS）將 HBM 與 SoC（GPU 等）封裝在一起，本文重點介紹 HBM 制備流程、工藝和相關設備材料，關于 CoWoS工藝的具體介紹，詳情見AI 系列之先進封裝：后摩爾時代利器，AI+國產化緊缺賽道。1 顆 HBM KGSD=N 顆 DRAM 芯片（也稱為 Core Die）+1 顆邏輯芯片（也稱為 Logic Base

78、 Die）組合而成，目前 N=4/8/12，預計 HBM4 將采用 16 顆 DRAM 芯片堆疊。邏輯芯片主要包括三個功能區，用于測試的區域（DFT Area），TSV區域，TSV 用于給 DRAM 芯片傳輸信號和電力，PHY 芯片區域，HBM 和 SoC 中的存儲控制器之間的接口。PHY 芯片區域和 TSV 區域中Part No.單層容量（單層容量（GB）a堆疊層數（堆疊層數（Hi）b單顆容量（單顆容量（GB）a*b顯存數據頻率顯存數據頻率（Gbps）（Gbps）d dI/O總線位寬I/O總線位寬（bit）（bit）e e顯存帶寬（GB/s）顯存帶寬（GB/s）d*e/8d*e/8電壓電壓狀

79、態狀態H5WR64ESM4W-N8L2483.610244611.2V大規模量產H5WR64ESM4W-N6L2483.210244101.2V大規模量產H5WRAGESM8W-N8L28163.610244611.2V大規模量產H5WRAGESM8W-N6L28163.210244101.2V大規模量產H5UG7HMD83X020R28165.610247171.1V大規模量產H5UG7HME03X020R2816610247681.1V商用樣品HBM2EHBM3 Part Number DensityOrganizationSpeedRefreshPackageProduct Status

80、 KHA843801B-MC12 4 GB10242.0 Gbps32 msMPGAEOL KHA883901B-MC12 8 GB10242.0 Gbps32 msMPGAEOL KHA844801X-MC12 4 GB10242.0 Gbps32 msMPGAMass Production KHA844801X-MC13 4 GB10242.4 Gbps32 msMPGAMass Production KHA844801X-MN12 4 GB10242.0 Gbps32 msMPGAMass Production KHA844801X-MN13 4 GB10242.4 Gbps32 msM

81、PGAMass Production KHA884901X-MC12 8 Gb10242.0 Gbps32 msMPGAMass Production KHA884901X-MC13 8 GB10242.4 Gbps32 msMPGAMass Production KHA884901X-MN12 8 GB10242.0 Gbps32 msMPGAMass Production KHA884901X-MN13 8 GB10242.4 Gbps32 msMPGAMass Production KHAA44801B-MC17 8 GB10243.6 Gbps32 msMPGAMass Product

82、ion KHAA84901B-MC17 16 GB10243.6 Gbps32 msMPGAMass Production KHAA44801B-MC16 8 GB10243.2 Gbps32 msMPGAMass Production KHAA84901B-JC16 16 GB10243.2 Gbps32 msMPGAMass Production KHAA84901B-JC17 16 GB10243.6 Gbps32 msMPGAMass Production KHAA84901B-MC16 16 GB10243.2 Gbps32 msMPGAMass Production KHBA84A

83、03D-MC1H 16 GB10246.4 Gbps32 msMPGAMass Production KHBAC4A03D-MC1H 24 GB10246.4 Gbps32 msMPGAMass Production KHBA84A03C-MC1H 16 GB10246.4 Gbps32 msMPGAMass Production KHBAC4A03C-MC1H 24 GB10246.4 Gbps32 msMPGASampleHBM2E Flashbolt partsHBM3 Icebolt partsHBM2FlareboltHBM2aquabolt 請務必閱讀正文之后的重要聲明部分請務必閱

84、讀正文之后的重要聲明部分 -19-行業行業深度報告深度報告 間有 1024 根信號傳輸線路，對應 1024bit 總線位寬。邏輯芯片的大小通常大于 DRAM 芯片，如海力士 8 層 HBM3 的邏輯芯片大小為 10.8 mm x 9.8 mm，而 DRAM 芯片為 10.5 mm x 9.5 mm，這是為了可以模塑封裝（Mode 晶圓模塑，一種扇出型晶圓級芯片封裝工藝）以保護晶圓，通常使用環氧樹脂模塑料（EMC）作為填充材料。圖表圖表 3434：英偉達：英偉達 P100P100 芯片供應鏈情況芯片供應鏈情況 來源：System Plus Consulting，中泰證券研究所 圖表圖表 3535

85、：HBMHBM 結構結構 圖表圖表 3636：HBMHBM 的邏輯芯片的功能區的邏輯芯片的功能區 來源：海力士，中泰證券研究所 來源：海力士，中泰證券研究所 HBM 使用使用 TSV 技術、采用技術、采用 3D 堆疊結構，采用先進封裝與堆疊結構，采用先進封裝與 GPU 封裝在封裝在一起，在不占用面積的前提下，實現容量拓展、有效提升帶寬和降低功一起，在不占用面積的前提下，實現容量拓展、有效提升帶寬和降低功耗。耗。將多片 HBM DRAM Die 堆疊在一顆 Logic Die，DRAM Die 之間、DRAM 和 Logic Die 均通過硅通孔（TSV）和 Bump（凸點）垂直互連。DRAM

86、與 Logic Die 放置在 Interposer（中介層）上與 GPU 互聯，中介層放置在 ABF 載板上，最后 HBM 與 GPU 使用系統級封裝技術封在一起。HBM 采用的主要技術為：1）TSV、Bumping 技術：有利于 HBM 增加容量，可以通過堆疊更多層數實現擴容，同時實現了較短的信號傳輸路徑，使 HBM 具備更好的內存功耗能效特性，同時也增加了引腳數量，使得每顆 HBM 能有 1024bit 總線位寬。2）2.5D 封裝采用中介層：中介層中連接 GPU 和 DRAM，相較傳統 PCB 的電線數量更多，一方面縮短與GPU的數據的傳輸路徑，減少能耗，更重要的是實現GPU和DRAM

87、的高帶寬數據的傳輸。3）系統級封裝：HBM 將原本在 PCB 板上的 DDR內存顆粒和 GPU 一起全部集成到 SiP 里，因此 HBM 在節省產品空間方面也更具優勢。HBM 制造流程分為四步，涉及制造流程分為四步，涉及 TSV（硅通孔）、（硅通孔）、Bumping（凸點制造）、（凸點制造）、本文聚焦本文聚焦HBM制造制造Molded KGSD（模塑封裝（模塑封裝KGSD）請務必閱讀正文之后的重要聲明部分請務必閱讀正文之后的重要聲明部分 -20-行業行業深度報告深度報告 堆疊鍵合等技術。堆疊鍵合等技術。HBM 從設計、制造和封測方式均與傳統 DRAM 有較大區別，相較傳統 DRAM，HBM 多

88、了 TSV、邏輯晶圓制備、凸點制造、堆疊鍵合等工藝，主要差異集中在封裝測試部分，HBM KGSD 的制備工藝包括扇出型晶圓級封裝、TSV、Microbumping 等先進封裝技術。1）晶圓制造（包括 TSV）：分別制造 DRAM 晶圓和邏輯晶圓，同時做好 DRAM 和邏輯晶圓的 TSV 硅通孔，TSV 硅通孔需要晶圓制造工藝，包括深孔刻蝕、氣相沉積、銅填充、CMP、晶圓減薄等晶圓制造工藝，此時 DRAM 和邏輯都是處于晶圓階段，與傳統 DRAM 主要差異是HBM 晶圓需要制造 TSV。2）凸點制造（Mircobumping）：將硅通孔后的 DRAM 晶圓和邏輯晶圓倒裝，然后進行減薄，在晶圓背面

89、形成凸點，此時 DRAM 和邏輯都是處于晶圓階段。3）堆疊和鍵合（Stacking&Bonding），主要的差異化環節：在進行堆疊前，DRAM 晶圓和邏輯晶圓的 TSV 通孔和凸點均已做好，DRAM 晶圓切割成 DRAM 顆粒，DRAM 顆粒一層一層堆疊在邏輯晶圓上，然后進行鍵合，再進行晶圓模塑封裝，最后獲得模塑封裝后的 KGSD（Molded KGSD）。海力士和三星/美光主要是在鍵合工藝上有差異，三星/美光使用較為傳統的 TC-NCF（Thermo-Compression Bonding with None Conductive Film，熱壓縮-非導電薄膜），先在有 TSV 和凸點的晶圓

90、上填充 NCF，然后堆疊進行熱壓鍵合，后進行模塑封裝，而海力士采用獨創的 MR-MUF 工藝（Mass Reflow Bonding with Molded UnderFill，大規?；亓骱?注塑底填充技術），不使用 NCF，直接先堆疊，然后進行大規?；亓骱缸鐾裹c的鍵合，然后使用以液體 EMC 為主要原材料的 MUF 使用模塑方式填充縫隙，工藝具體介紹詳見后文。4）切割 KGSD 晶圓獲得 KGSD 顆粒：將模塑后的 KGSD 晶圓切割成顆粒，測試完成后出貨給臺積電繼續做 CoWoS 封裝。圖表圖表 3737：傳統：傳統 D DRAMRAM 與與 H HBMBM 制造和封測流程對比制造和封測流

91、程對比 來源：海力士，中泰證券研究所 晶圓老化測試熱/冷測試維修/最終測試晶圓老化測試熱/冷測試維修/最終測試邏輯晶圓測試老化測試熱/冷測試速度測試KGSD老化測試熱/冷和維修測試KGSD速度測試 請務必閱讀正文之后的重要聲明部分請務必閱讀正文之后的重要聲明部分 -21-行業行業深度報告深度報告 圖表圖表 3838：H HBM SBM St tackack 制造流程制造流程 來源：海力士，中泰證券研究所 圖表圖表 3939：海力士：海力士 M MR R-MUFMUF 工藝工藝 來源：海力士，中泰證券研究所 2.2 HBM 三大關鍵工藝：三大關鍵工藝：TSV、Micro bump 和堆疊鍵合和堆

92、疊鍵合 TSV 在在 HBM 成本中占比最高，約成本中占比最高，約 30%。HBM 核心工藝主要是 TSV、micro bump 和堆疊鍵合，其中 TSV 工藝是 HBM 中成本占比最高、最核心的工藝，利用 TSV 才能實現 DRAM 芯片的 3D 堆疊和芯片間的快速傳輸。根據 3D InCites 2016 年數據，在 4 層 DRAM 和 1 層邏輯的HBM 中，99.5%的鍵合良率下，TSV 工藝所占的成本比重為 30%，其中 TSV 制造（在正常晶圓厚度上制作 TSV 的過程）為 18%，TSV 顯露（晶圓減薄等工藝使 TSV 觸點露出）為 12%；在 99%鍵合良率下，TSV工藝所占

93、的成本比重為 28%，其中TSV制造為17%，TSV 顯露為 11%。圖表圖表 4040：HBMHBM 核心工藝：核心工藝：TSVTSV、micro bumpmicro bump 和堆疊鍵合和堆疊鍵合 1.晶圓制造晶圓制造Wafer+TSV2.凸塊制造凸塊制造Microbumping4.切割后切割后KGSD出貨出貨3.堆疊、鍵合堆疊、鍵合（Stacking/Bonding）1.芯片堆疊芯片堆疊2.鍵鍵合合（大規?；亓骱腹に嚕ù笠幠；亓骱腹に嚕?.填充縫隙填充縫隙（液體（液體EMC為主要材料的為主要材料的MUF）請務必閱讀正文之后的重要聲明部分請務必閱讀正文之后的重要聲明部分 -22-行業行業

94、深度報告深度報告 來源：海力士，中泰證券研究所整理 圖表圖表 4141：HBMHBM（4 4 層層 DRAM+1DRAM+1 層邏輯）層邏輯）3D3D 封裝成本劃分（封裝成本劃分（99.5%99.5%鍵合良率）鍵合良率）圖表圖表 4242：HBMHBM（4 4 層層 DRAM+1DRAM+1 層邏輯）層邏輯）3D3D 封裝成本劃封裝成本劃分（分（99%99%鍵合良率）鍵合良率）來源：3D Incites，中泰證券研究所 來源：3D Incites，中泰證券研究所 TSV，即，即 Through-SiliconVia，指穿透，指穿透 Si 晶圓實現各芯片層之間電互晶圓實現各芯片層之間電互連的垂直

95、導電柱。連的垂直導電柱。RDL 主要在 XY 軸上進行電互聯，而 TSV 主要針對 Z軸方向的電互聯，是唯一的垂直電互聯技術。芯片三維堆疊技術需通過TSV 實現多芯片的短距離高速通信。TSV 有 3 個關鍵特征：1）通過在芯片內部形成孔洞來實現電氣互連；2）垂直連接芯片的不同層次，實現多層堆疊結構；3）TSV 中填充導電材料，通過孔內材料導電實現電氣互連。TSV 主要用于硅轉接板、芯片三維堆疊等方面，典型應用有 cowos、HBM。目前用于三維堆疊的 TSV 直徑約為 510m，深寬比約為 101，未來先進 TSV 工藝的直徑有望達到 1m，深寬比達到 201，實現更高密度的互連。20.00%

96、20.00%18.00%12.00%15.00%7.00%4.00%3.00%1.00%前道制程（FEOL）后道制程（BEOL）TSV制造TSV顯露組裝TSV制造失敗損失組裝失敗成本Bump制造測試19.00%19.00%17.00%11.00%15.00%8.00%7.00%3.00%1.00%前道制程（FEOL）后道制程（BEOL）TSV制造TSV顯露組裝組裝失敗成本TSV制造失敗損失Bump制造測試 請務必閱讀正文之后的重要聲明部分請務必閱讀正文之后的重要聲明部分 -23-行業行業深度報告深度報告 圖表圖表 4343：3D3D TSVTSV 結構結構 圖表圖表 4444：TSVTSV-V

97、iafirstViafirst 來源：先進封裝與異構集成，中泰證券研究所 來源：先進封裝與異構集成，中泰證券研究所 圖表圖表 4545：TSVTSV 工藝應用情況工藝應用情況 產品產品 TSV Pitch TSV Size 公司公司 3D 堆疊 CIS 6.3um 2.5um Sony 等 3D NAND-1um-5um 長江存儲等 Si 中介層 200um（與 Bump 間距有關）11um TSMC 等 HBM 35um 510um Samsung/Micron/SK Hynix 等 來源：Through-Silicon-Via Design with Clustering Structur

98、e and Adaptive Through-Silicon-Via Control for Three-Dimentional Solid-State-Drive Boost Converter System等，中泰證券研究所整理 TSV 制造涉及到深孔刻蝕、氣相沉積、銅填充、制造涉及到深孔刻蝕、氣相沉積、銅填充、CMP、晶圓減薄等工序、晶圓減薄等工序設備，技術難度高。設備，技術難度高。TSV 制造的主要工藝流程依次為：深反應離子刻蝕（DRIE）行成通孔通過化學沉積的方法沉積中間介電層、使用物理氣相沉積的方法沉積制作阻擋層和種子層通過電鍍或者 PVD 工藝在盲孔中進行銅填充使用化學和機械拋光

99、（CMP）去除多余的銅并對晶圓進行減薄。從工藝次序角度可分為前通孔、中通孔、后通孔和鍵合后通孔等幾種形式。TSV 技術的工藝難度高：1）通常要求晶圓減薄到 50以下，須控制好晶圓減薄的水平度，避免裂片、飛邊。2）TSV 工藝對通孔的寬度以及深寬比都有嚴格要求，目前首選技術是基于 Bosch 工藝的干法刻蝕，實現了對腔室內等離子體密度的均勻控制，滿足硅高深寬比刻蝕工藝的要求。涉及的設備涉及的設備&材料：材料：光刻機（光刻膠）、深孔刻蝕設備（電子特氣）、PVD（靶材）、CVD、電鍍設備（電鍍液）、拋光機（拋光液）、減薄機（減薄液）等。此外，為了滿足 TSV 工藝，晶圓減薄已成為大勢所趨，但超薄晶圓

100、容易產生翹曲，因此在硅轉接板的完整工藝流程中（報告 3.1 節有流程介紹）還需要用到臨時鍵合與解鍵合工藝：采用臨時鍵合材料將完成一面圖形制造的晶圓預鍵合到載片上，繼續進行背面工藝制作，完成后將晶圓和載板剝離。圖表圖表 4646：TSVTSV 工藝流程圖工藝流程圖 請務必閱讀正文之后的重要聲明部分請務必閱讀正文之后的重要聲明部分 -24-行業行業深度報告深度報告 來源：Redistributionlayers(RDLs)for2.5D/3DICintegration，中泰證券研究所整理 圖表圖表 4747：TSVTSV 工藝設備與材料工藝設備與材料 工藝工藝 作用作用 設備設備 材料材料 光刻

101、對刻蝕區曝光 涂膠顯影設備、光刻機 光刻膠 深硅刻蝕 使用深反應離子刻蝕（DRIE）法行成通孔 深硅刻蝕設備 電子特氣 絕緣層/阻擋層/種子層沉積 使用化學沉積的方法沉積制作絕緣層，使用物理氣相沉積的方法沉積制作阻擋層和種子層 氣相沉積設備 靶材 絕緣層：防止 Si 導電引起的 TSV 漏電及串擾，在孔內沉積一層二氧化硅作為絕緣層 阻擋層：防止二氧化硅與金屬層互滲 種子層：在阻擋層上沉積一層金屬作為之后填孔的種子層 深孔填充（TSV 關鍵工藝）用電鍍方法在盲孔中進行銅填充 銅填充設備 電鍍液及添加劑 化學機械拋光 使用化學和機械拋光（CMP）法去除多余的銅 CMP 拋光機 拋光液 晶圓背面減薄

102、 打磨晶圓背部，讓電鍍銅柱的另一端暴露出來形成通孔 晶圓減薄機 研磨液 來源：TSV 關鍵工藝設備特點及國產化展望，中泰證券研究所整理 Micro bump 是芯片倒裝的基礎。是芯片倒裝的基礎。Bump 技術具備引腳密度高、低成本的特點，是構成倒裝技術的基礎。技術具備引腳密度高、低成本的特點，是構成倒裝技術的基礎。相較于傳統打線技術（Wire Bond）的“線連接”，Bump 技術“以點代線”，在芯片上制造 Bump，連接芯片與焊盤，此種方法擁有更高的端口密度，縮短了信號傳輸路徑，減少了信號延遲，具備了更優良的熱傳導性及可靠性，也是進行 FC（Flip Chip）倒裝工藝在內的先進封裝工藝的技

103、術基礎。圖表圖表 4848：BumpBump 金屬凸點金屬凸點 請務必閱讀正文之后的重要聲明部分請務必閱讀正文之后的重要聲明部分 -25-行業行業深度報告深度報告 來源：先進封裝與異構集成，中泰證券研究所整理 Micro bump 是銅柱微凸點，主要制備方法是電鍍。是銅柱微凸點，主要制備方法是電鍍。目前 HBM 的 DRAM芯片之間主要通過 micro bump（微凸點）互聯，micro bump 是電鍍形成的銅柱凸點。凸點制作流程為：首先濺射一層 UBM 層（Under Bump Metallization，凸點下金屬層）到整個晶圓的表面，UBM 層作為種子黏附層，可以在電鍍時讓電流均勻傳導

104、到晶圓表面開口的地方，使各處電鍍速率盡可能一致。在 UBM 層上利用光刻膠形成掩膜，僅在需要電鍍凸點的區域開口。通常采用蘑菇頭形的電鍍，即電鍍厚度超過光刻膠厚度，凸點沿著光刻膠表面橫向長大，形成蘑菇頭形狀。電鍍完畢后去膠，并去除凸點外的 UBM 層。最后通過回流形成大小均勻、表面光滑的凸點陣列。整個流程會涉及到的設備整個流程會涉及到的設備&材料：材料：PVD（靶材）、涂膠顯影機、光刻機（光刻膠）、電鍍設備（金屬、焊料）、去膠設備（剝離液）、刻蝕設備（電子特氣）、回流焊設備等。圖表圖表 4949：電鍍錫球凸點的工藝流程圖：電鍍錫球凸點的工藝流程圖 來源：semi engineering，中泰證券

105、研究所整理 圖表圖表 5050：bumpbump 工藝設備與材料工藝設備與材料 工藝工藝 作用作用 設備設備 材料材料 濺射 UBM 層 UBM 作為種子黏附層，可以在電鍍時使電流均勻地傳導到晶圓表面開口的地方，使各處電鍍速率盡可能一致 氣相沉積設備 靶材 光刻 在 UBM 上利用光刻膠形成掩膜，在電鍍凸點區域開口 涂膠顯影設備、光刻機 光刻膠 電鍍 電鍍需要的凸點金屬層 電鍍設備 金屬、焊料 請務必閱讀正文之后的重要聲明部分請務必閱讀正文之后的重要聲明部分 -26-行業行業深度報告深度報告 去膠 去除多余光刻膠及種子黏附層 去膠設備 剝離液 刻蝕 刻蝕種子黏附層 刻蝕設備 電子特氣 回流焊

106、回流形成大小均勻、表面光滑的凸點陣列 回流焊設備 來源：集成電路系統級封裝，中泰證券研究所整理 堆疊鍵合工藝主要包括：堆疊鍵合工藝主要包括：NCF、MUF、混合鍵合。、混合鍵合。HBM2，Bump pitch（凸點間距）在 55m，三星和海力士共同使用 TCB（熱壓合）技術，其中海力士采用的是 TCB 的分支 TCB-NCF。HBM2/2E/3/3E，Bump pitch 進展到 25/22m 水平，三星繼續采用 TCB技術，而海力士獨家采用 MR-MUF（大規?；亓骱?注塑底填充技術）。HBM4，Bump pitch 進展到 20m 以下，三星和海力士共同尋求混合鍵合技術該技術相比 TCB、

107、MR-MUF 技術最大特點在于，其為直接鍵合，即直接實現上下 die 之間的電氣連接，中間不需要再使用凸點。三星、海力士之外的另一巨頭美光，此前堅持 HMC（混合存儲立方體技術），于 2022 年底轉向 HBM，并于 2023 年推出 HBM3 Gen2，技術方式與三星相同，使用 TCB。圖表圖表 5151：不同代際：不同代際 HBMHBM 的的 BumpBump 間距與互聯技術間距與互聯技術 來源：DAUM、NEWSIS，中泰證券研究所 海力士獨創的海力士獨創的 MR-MUF 相較相較 TC-NCF 有更好的散熱性能。有更好的散熱性能。海力士從 TCB 轉向獨創 MR-MUF，一方面效率更高

108、，同時散熱效果更好，HBM3 推出時間領先其他原廠 1 年多、占據了先機。散熱是 HBM 產品發展的關鍵瓶頸之一，MR-MUF 工藝下 HBM 的散熱性能更好，主要是由于：散熱凸點（bump）更多，不再使用 NCF，使用有優良導熱性能的塑封料作為間隙填充材料，相當于 TCB-NCF 下HBM 需要穿 2 層衣服（NCF 和 EMC），而在 MR-MUF 工藝下 HBM 之間僅穿了一層衣服（EMC）。另外 MR-MUF 工藝也有效率更高、降低 TSV制造成本等優勢。凸點主要可分為散熱類凸點和連接類凸點，通常凸點越多散熱效果越好，凸點增加了散熱路徑，但是在傳統的 HBM 堆疊鍵合 TCB-NCF

109、工藝下，考慮到 NCF 的流動性和鍵合過程中在熱壓力下的芯片損耗，TCB 難以大規模制備散熱凸點，MR-MUF 工藝下一次熔化所有微凸點的焊料然后實現鍵合、電氣互連，不再使用壓力，因此可以使用更多凸點，散熱性能更佳，另外采用自己獨家研發的液體狀 EMC 為主要原材料的底料填充，散熱性能更上臺階。根據海力士，MR-MUF 工藝確保了 HBM 10 萬多個凸點互連的優良質量，增加了散熱凸點數量、實現更好的散熱效果，鞏固了海力士在鞏固了海力士在 HBM 市場的地位，并使市場的地位，并使 SK 海力士在海力士在 HBM3 市場占據市場占據領先地位。領先地位。目前目前 HBM 廠商采用的凸點倒裝互連工藝

110、主要分為回流焊和熱壓鍵合。廠商采用的凸點倒裝互連工藝主要分為回流焊和熱壓鍵合。1）回流焊：加熱錫焊料，熔化的焊料與另一側凸點金屬接觸后發生界面HBM4HBM3（12層）層）/3EHBM2E/3HBM220222555Bump pitch（m）12/168/12（HBM3E有8層、12層版本）4/84/8層數（Hi）混合鍵合Advanced MR-MUFMR-MUF（大批量回流焊-注塑底填充技術）TCB-NCF（熱壓合-非導電薄膜技術）海力士的內部互聯封裝混合鍵合TCB（熱壓合）TCB（熱壓合）TCB（熱壓合）三星的內部互聯封裝 請務必閱讀正文之后的重要聲明部分請務必閱讀正文之后的重要聲明部分

111、-27-行業行業深度報告深度報告 反應，形成互連焊點。缺點是溫度變化容易引起翹曲，焊料和金屬間的對準存在偏差。2）熱壓鍵合：通過加壓加熱使錫焊料熔化與凸點金屬接觸后發生界面反應形成焊點，與回流焊的區別是：鍵合時間只有幾秒鐘（回流焊需要十幾分鐘），降低翹曲發生率；鍵合前通過相機對準（回流焊是自對準），精度更高，但是產出效率比回流焊低。因此熱壓鍵合更適合微尺寸的互連。底填料是在倒裝中起到保護凸點的作用。底填料是在倒裝中起到保護凸點的作用。在芯片倒裝互連過程中，底部填充料是不可或缺的材料，起到保護凸點的作用。目前 HBM 廠商使用的底填充形式主要分為兩種：1）組裝后底部填充技術：先凸點互聯，后底部填

112、充。該技術是傳統填充技術，缺點是凸點間填充不完全；2）預成型底部填充技術：先涂覆底填料至芯片，后凸點互聯，凸點的互聯和底填料固化工藝同時完成。該技術是新型填充技術，優點是簡化工藝，填充更完全。隨著芯片間 I/O 端口數量的增加，芯片間互聯方式正從“回流焊+組裝后底部填充”轉變到“熱壓+預成型底部填充”，而凸點間距降低到 10 微米以下后，需要采用混合鍵合工藝，無需底填料。目前三星和美光的 HBM 使用的工藝是熱壓+預成型底部填充，而海力士的 HBM 使用的是研發改進后的回流焊+組裝后底部填充。圖表圖表 5252：大規?；亓骱富玖鞒蹋捍笠幠；亓骱富玖鞒?來源：熱壓鍵合微凸點形狀與微觀組織調控

113、及抗沖擊性能研究，中泰證券研究所整理 圖表圖表 5353：熱壓鍵合基本流程：熱壓鍵合基本流程 來源：熱壓鍵合微凸點形狀與微觀組織調控及抗沖擊性能研究，中泰證券研究所整理 Cu 請務必閱讀正文之后的重要聲明部分請務必閱讀正文之后的重要聲明部分 -28-行業行業深度報告深度報告 圖表圖表 5454：底填料分類：底填料分類 來源：集成電路先進封裝材料，中泰證券研究所整理 TC-NCF TC-NCF（熱壓鍵合（熱壓鍵合+非導電薄膜）工藝先用非導電薄膜）工藝先用 NCF 非導電薄膜填充芯片非導電薄膜填充芯片間隙，再通過熱壓鍵合連接芯片。間隙，再通過熱壓鍵合連接芯片。TC-NCF 的工藝流程：1）在圓片正

114、面真空層壓 NCF。NCF 由丙烯酸和環氧樹脂等組成，是一種底填料，用于粘合填充。2）在圓片背面貼劃片膜，接著進行劃片分割；3）通過熱壓鍵合將芯片之間堆疊固定。TC-NCF 具有成本低、操作方便等優點，缺點是高溫易導致芯片翹曲，影響良率。此外，它對芯片研磨的要求也很高，厚度稍有不均，芯片各部分受到的壓力就會變化，使良率降低。美光和三星從生產 HBM 開始，一直使用 TC-NCF 工藝，海力士的 HBM2使用了 TC-NCF 工藝。圖表圖表 5555：TCTC-NCFNCF 工藝流程圖工藝流程圖 來源：Lau,J.H.(2021).System-in-Package(SiP).In:Semico

115、nductor Advanced Packaging，中泰證券研究所整理 圖表圖表 5757：TCTC-NCFNCF 步驟及設備步驟及設備 步驟步驟 設備設備 填 NCF 點膠機 背面貼膜 貼膜機 背面減薄 減薄機 揭膜 揭膜機 請務必閱讀正文之后的重要聲明部分請務必閱讀正文之后的重要聲明部分 -29-行業行業深度報告深度報告 切片 晶圓劃片機 熱壓鍵合 熱壓鍵合機 NCF 固化 熱壓鍵合機 來源：Lau,J.H.(2021).System-in-Package(SiP).In:Semiconductor Advanced Packaging，中泰證券研究所整理 MR-MUF MR-MUF 是

116、海力士是海力士 HBM 核心工藝，核心工藝，MR-MUF（大規?；亓骱福ù笠幠；亓骱?注塑底填充）注塑底填充）工藝先通過回流焊連接芯片，再用環氧塑封料填充工藝先通過回流焊連接芯片，再用環氧塑封料填充芯片芯片間隙。間隙。海力士的 HBM在市場領先，依靠的核心技術就是獨家的 MR-MUF。MR-MUF 技術壁壘為：液體環氧塑封料及注塑設備、芯片翹曲控制技術，均由海力士研發并享有獨占權。MR-MUF 流程分為兩步驟：1）將帶有微凸點的芯片堆疊后整體加熱，一次熔化所有微凸點的焊料，將芯片與電路連接；2）用 MUF（主要構成材料是液體環氧塑封料）填充芯片與芯片的間隙，同時完成注塑和底填工藝。與 TC-N

117、CF 相比，MR-MUF 的優點：1）MR-MUF 的鍵合可以在空隙階段完成，提高工藝效率；2）MUF 具有高導熱性，導熱率比 NCF 高出約兩倍，散熱性能改善了 10以上。海力士 HBM2E、HBM3、HBM3E 均使用 MR-MUF工藝。圖表圖表 5757：MRMR-M MUFUF 工藝流程圖工藝流程圖 來源：海力士，中泰證券研究所整理 圖表圖表 5858：MRMR-M MUFUF 步驟及設備步驟及設備 步驟步驟 設備設備 Bump 沾上助焊劑、對準、接觸 晶圓級回流焊鍵合機 回流焊 晶圓級回流焊鍵合機 清洗助焊劑 熱壓鍵合機、清洗機 模塑底部填充 MUF Molding 設備 來源：熱壓

118、鍵合微凸點形狀與微觀組織調控及抗沖擊性能研究，中泰證券研究所整理 圖圖表表 5959：MRMR-MUFMUF 與與 TCTC-NCFNCF 工藝對比工藝對比 請務必閱讀正文之后的重要聲明部分請務必閱讀正文之后的重要聲明部分 -30-行業行業深度報告深度報告 來源：海力士官網，中泰證券研究所 圖表圖表 6060：MRMR-MUFMUF 具備更高的熱導性具備更高的熱導性 來源：海力士官網，中泰證券研究所整理 混合鍵合混合鍵合 三星與三星與 SK 海力士正在研發海力士正在研發 HBM4 將使用混合鍵合技術將使用混合鍵合技術?；旌湘I合（hybrid bondind）是一種將介電鍵（SiOx）與嵌入金屬

119、（Cu）結合形成互連的工藝技術。熱壓鍵合或回流焊工藝通常最小只能做到 10m 節距，對于細間距微凸點，電鍍時凸點之間極小的不均勻也會影響良率和性能，因此 10m 節距以下只能采用混合鍵合技術?；旌湘I合與傳統凸點焊接不同，其沒有凸點，不需要底填料，是一種將介電鍵（SiOx）與嵌入金屬（Cu）結合形成互連的工藝技術，可以提高芯片間通信速度，節距可以達到 10m 及以下，未來有望升級至 2m 及以下，是未來應用于高帶寬存儲（HBM）的理想鍵合方案，三星與 SK 海力士正在研發HBM4 預計將使用混合鍵合技術。圖表圖表 6161：傳統凸點技術與混合鍵合技術流程對比傳統凸點技術與混合鍵合技術流程對比 請

120、務必閱讀正文之后的重要聲明部分請務必閱讀正文之后的重要聲明部分 -31-行業行業深度報告深度報告 來源：公眾號“SiP 與先進封裝技術”，中泰證券研究所整理 3.HBM 驅動先進封裝設備和材料需求爆發驅動先進封裝設備和材料需求爆發 3.1 材料端：環氧塑封料、硅微粉、電鍍液和前驅體等用量提升材料端：環氧塑封料、硅微粉、電鍍液和前驅體等用量提升 材料端：相較傳統材料端：相較傳統 DRAM，HBM 多了多了 TSV、Microbumping 和堆疊鍵和堆疊鍵合等工藝，既使用晶圓制造材料，如光刻膠、靶材等，也使用先進封裝合等工藝，既使用晶圓制造材料，如光刻膠、靶材等，也使用先進封裝材料。材料。在先進

121、封裝材料環節的主要增量為：在先進封裝材料環節的主要增量為：1）環氧塑封料：在 MR-MUF 方法中，環氧塑封料具備底填料+注塑料的功能，在 TC-NCF 方法中，環氧塑封料具備注塑料的功能；2）硅微粉：是 HBM 中環氧塑封料最主要原材料，填充比例為 70%-90%，其成本占環氧塑封料原材料成本的 27%左右。3）電鍍液：TSV 和 bump 工藝在制作過程中，均離不開電鍍液，TSV 通孔互聯由電鍍銅組成，bump 的銅柱由電鍍銅組成，此外 bump中還有電鍍錫銀等；4）前驅體：在 TSV 電鍍銅前，需要 ALD 沉積形成擴散阻擋層，前驅體是 ALD 過程的一種重要介質。環氧塑封料環氧塑封料

122、MR-MUF 的底填的底填+注塑材料為環氧塑封料。注塑材料為環氧塑封料。環氧塑封料（Epoxy Molding Compound，簡稱 EMC）是用于半導體封裝的一種熱固性化學材料。EMC是由環氧樹脂為基體樹脂，以高性能酚醛樹脂為固化劑，加入硅微粉等填料以及多種助劑加工而成，保護芯片不受外界環境（水汽、溫度）的影響，并實現導熱、絕緣、耐壓等復合功能。在海力士 HBM 的生產中，液體環氧塑封料被用于大規?；亓髂Ｖ频撞刻畛?MR-MUF)封裝方法，填充并附著芯片之間的空間，具備底填料+注塑料的功能。目前海外供應商主要有日本住友、日本昭和。根據共研網數據，2022 年我國半導體用環氧塑封料市場規模約

123、 85 億元，2018-2022 年 CAGR 約 20%。請務必閱讀正文之后的重要聲明部分請務必閱讀正文之后的重要聲明部分 -32-行業行業深度報告深度報告 圖表圖表 6262：E EMCMC 在在 HBMHBM 中的應用中的應用 來源：SKhynix，中泰證券研究所整理 硅微粉硅微粉 硅微粉為環氧塑封料主要成分。硅微粉為環氧塑封料主要成分。硅微粉是以結晶石英、熔融石英等為原料加工而成的二氧化硅粉體材料，是覆銅板、環氧塑封料、電工絕緣材料、膠粘劑等材料的原材料之一。硅微粉分為不同的類型，1）按照結晶特點：結晶、熔融；2）按照顆粒形態：角形、球形。其中球形硅微粉是HBM 中環氧塑封料最主要原材

124、料，填充比例為 70%-90%，可提高環氧塑封料的硬度、導熱系數并減緩震動。目前海外廠商主要有日本電氣化學、隆森。根據聯瑞新材招股書數據，預計 2025 年我國環氧塑封料用硅微粉的市場規模約 9 億元。圖表圖表 6363：硅微粉的應用：硅微粉的應用 來源：聯瑞新材公司公告，中泰證券研究所整理 電鍍液電鍍液 TSV、bump 工藝均需使用電鍍液。工藝均需使用電鍍液。電鍍是指在芯片制造或先進封裝中，將金屬離子電鍍到晶圓表面形成互連，所需電鍍液的種類有銅、鎳、金和錫銀合金等，其中銅電鍍液占據主流，占比在 60%以上。電鍍液通常由主鹽、導電鹽、絡合劑、各類添加劑及溶劑等構成，其中電鍍添加劑 請務必閱讀

125、正文之后的重要聲明部分請務必閱讀正文之后的重要聲明部分 -33-行業行業深度報告深度報告 是影響電鍍功能的核心組分，配方體系復雜、研發難度大。如前文所述，TSV 和 bump 工藝在制作過程中，均離不開電鍍液，TSV 通孔互聯由電鍍銅組成，bump 的銅柱由電鍍銅組成，此外 bump 中還有電鍍錫銀等。目前海外廠商主要有石原、樂思化學、杜邦。根據 QY Research 數據，2022 年全球高純電鍍液市場規模達到了 5.9 億美元，預計 2029 年將達到 12.0 億美元，2022-2029 年 CAGR 為 10.8%。圖表圖表 6464：電鍍液在：電鍍液在 b bumpump 中的應用

126、中的應用 來源：艾森股份招股說明書，中泰證券研究所整理 前驅體前驅體 HBM 多層堆疊帶來多層堆疊帶來前驅體前驅體用量的加倍提升。用量的加倍提升。前驅體是原子層薄膜沉積ALD 使用的一種重要介質。原子層沉積是 TSV 中關鍵工藝之一，在電鍍銅前，需要 ALD 沉積形成擴散阻擋層。ALD 是指將多個化學前驅體交替脈沖通入反應腔體與襯底接觸，發生化學吸附反應，形成擴散阻擋層，防止銅的電化學遷移導致物理失效。未來 HBM 將由 8 層堆疊發展到 12 層、16 層堆疊，HBM 的多層 DRAM 堆疊會帶來前驅體用量的成倍提升。主要海外廠商有：德國 Merck、法國液化空氣。從市場規模來看，2021

127、年中國半導體用前驅體市場規模達 5.9 億美元。圖表圖表 6565：前驅體在原子層沉積中的應用：前驅體在原子層沉積中的應用 來源：AccSci，中泰證券研究所整理 3.2 設備端：熱壓鍵合機、大規?；亓骱笝C、混合鍵合機等需求設備端：熱壓鍵合機、大規?；亓骱笝C、混合鍵合機等需求 請務必閱讀正文之后的重要聲明部分請務必閱讀正文之后的重要聲明部分 -34-行業行業深度報告深度報告 設備端：設備端：HBM 帶來熱壓鍵合機、大規?；亓骱笝C、混合鍵合機的需求。帶來熱壓鍵合機、大規?；亓骱笝C、混合鍵合機的需求。HBM 的不同代際，通常采用不同的 DRAM die 的鍵合工藝。在海力士技術路線中，除 HBM2

128、 采用 TCB-NCF（熱壓合-非導電薄膜技術）外，后續的 HBM2E/3/3E 均采用自家獨創的 MR-MUF（大批量回流焊-注塑底填充技術），而三星則從 HBM2 至 HBM3E 均采用 TCB（熱壓合技術）。TCB 工藝采用熱壓鍵合方式，實現 DRAM die 的上下互聯，其核心設備為 TCB 鍵合機；MR-MUF 采用回流焊實現鍵合，其核心鍵合設備為大規?；亓骱笝C，其他核心設備為實現 MUF 工藝的注塑底填充機。而在未來的 HBM4 時代，隨著 DRAM die 的 pitch 間距進一步縮小，混合鍵合有望成為實現 DRAM die 鍵合的主流工藝，則屆時對應的核心設備為混合鍵合機。圖

129、表圖表 6666：三種不同的：三種不同的 H HBMBM 工藝對應三類不同的核心鍵合設備工藝對應三類不同的核心鍵合設備 工藝工藝 適用適用 HBM 代際代際 相關廠商相關廠商 DRAM die 的鍵合工藝的鍵合工藝 核心鍵合設備核心鍵合設備 TCB HBM2/2E/3/3E 海力士、三星、美光 熱壓合 熱壓鍵合機 MR-MUF HBM2E/3/3E 海力士 大規?；亓骱?大規?；亓骱笝C 混合鍵合 HBM4 及以上 海力士、三星、美光 混合鍵合 混合鍵合機 來源：海力士官網，三星官網，RobbieXChiplet，SW Test Workshop，中泰證券研究所整理 TCB-熱壓鍵合機熱壓鍵合機

130、 熱壓鍵合機通過熱壓合實現上下層芯片之間的鍵合。熱壓鍵合機通過熱壓合實現上下層芯片之間的鍵合。在具體執行鍵合的部分，熱壓鍵合機一方面將下層芯片放置在基座上，另一方面利用可加熱的鍵合頭吸取上層芯片，在上下層芯片的 bump 結構對準并接觸后，鍵合頭瞬間將芯片加熱到 300以上并將熱量傳導至 bump 的焊球，焊球高溫熔融后形成上下 bump 的粘連，之后鍵合頭迅速冷卻、焊球固化，鍵合頭脫離上層芯片、下層芯片從基座脫離，鍵合完成。圖表圖表 6767：熱壓鍵合機的“熱壓”過程熱壓鍵合機的“熱壓”過程 請務必閱讀正文之后的重要聲明部分請務必閱讀正文之后的重要聲明部分 -35-行業行業深度報告深度報告

131、來源：Sangil LeeFundamentals of Thermal Compression Bonding Technology and Process Materials for 2.5/3D Packages，中泰證券研究所整理 2022 年熱壓鍵合機全球市場空間超年熱壓鍵合機全球市場空間超 12 億美元，市場由海外廠商壟斷，億美元，市場由海外廠商壟斷，國產廠商正積極布局。國產廠商正積極布局。據第三方機構 MarketsGlob，2022 年全球熱壓鍵合機市場空間為 12.05 億美元，至 2030 年有望達 17.80 億美元，2022-2030 年 CAGR 為 5.7%。該市場

132、主要由海外廠商壟斷，重要玩家有ASMPT、K&S、BESI、Shibaura、Hamni 和 SET，前五大玩家合計市占率高達 88%。國產廠商亦積極布局該領域，如華卓精科在 2022 年招股書中提到其儲備了面向 CIS/MEMS/功率器件/射頻器件的熱壓鍵合設備相關技術，此外，國產廠商唐人制造、新加坡廠商華封科技也涉足熱壓鍵合機領域。圖表圖表 6868：熱壓鍵合機海內外主要廠商簡介：熱壓鍵合機海內外主要廠商簡介 廠商廠商 總部所在地總部所在地 股票代碼股票代碼 營收（億美元）營收（億美元）主營產品主營產品 熱壓鍵合機發展情況熱壓鍵合機發展情況 ASMPT 新加坡 ASMPT 25（2022

133、年）熱壓鍵合機、大規?；亓骱笭t、混合鍵合機、SMT 貼片機、光電設備 在公司先進封裝業務中貢獻最大收入和訂單的品類，2023 年公司在TCB 設備上的累計訂單超過 1 億美元，邏輯客戶主要為領先的晶圓廠、OSAT 和 IDM 客戶，并繼續與存儲客戶合作開發針對下一代 HBM的相關設備 K&S 美國 KLIC.O 7.4（2023 財年）點膠機、芯片傳送機、倒裝機、TCB、其他各類型鍵合機 處于市場領先地位，pitch size 可以達到 10m 以下 Besi 荷蘭 BESI.AS 7.7（2022 年）鍵合設備（79%營收占比，涵蓋多模組封裝、倒裝、嵌入式封裝、TCB、混合鍵合等）、封裝&電

134、鍍設備（21%營收占比）擁有 8800TC（針對 Chip to Substrate）、9800TC（針對 Chip to Wafer）兩大系列 Shibaura 日本 6104.T 9.3（2022 年）注塑機（營收占比近 70%）、機床（營收占比 22%）、控制技術（營收占比7%）、其他（占比 1%）全球 TCB 主要玩家之一 Hanmi 韓國-鍵合機、切片機、研磨機等 擁有 DRAGON、GRIFFIN、3.0CW（Chip to Wafer）、3.0CS（Chip to Substrate）四大 TCB 產品系列 SET 前法國公司，后被瑞典Replisaurus收購-倒裝鍵合機、納米

135、壓印光刻機、電動壓力機、大氣等離子體表面處理系統 ACCRA M、ACCRA Plus、FC150 PLATINUM、FC300 這些型號具備熱壓合功能 華卓精科 中國-0.23（2020 年）晶圓鍵合設備、IGBT 激光退火設備、超精密運動臺、隔振產品 在面向 CIS、MEMS、功率器件、射頻器件封裝等晶圓級的熱壓鍵合設備上有技術儲備 華封科技 新加坡-倒裝貼片機、晶圓級貼片機、POP 封裝機、層疊半貼片機、面板級貼片機、多晶片貼片機等 從貼片機出發，布局 TCB 唐人制造 中國-前期主要開發 Fan-Out 高精度模組裝片設備，后續開發高速倒裝裝片設備 專注扇出型、倒裝的裝片機，布局TCB

136、 請務必閱讀正文之后的重要聲明部分請務必閱讀正文之后的重要聲明部分 -36-行業行業深度報告深度報告 來源：各家公司官網，中泰證券研究所整理 MR-MUF-大規?；亓骱笝C大規?；亓骱笝C 大規?；亓骱笝C通過回流焊實現上下芯片之間的鍵合。大規?；亓骱笝C通過回流焊實現上下芯片之間的鍵合。大規?；亓骱笭t，可實現將多顆芯片放入爐中一道加熱、通過融化焊料實現上下芯片之間互聯的效果。該技術由 2016 年海力士率先采用，將 4 塊 50m 厚的芯片相互堆疊。搭配高導熱性的模制底部填充材料，海力士實現了比競爭產品更強的散熱性能，MR-MUR 技術鞏固了海力士 HBM 的市場地位。圖表圖表 6969：Kurtz

137、 Ersa HOTFLOWKurtz Ersa HOTFLOW 型號回流爐示意圖型號回流爐示意圖 來源：Kurtz Ersa 官網，中泰證券研究所整理 2022 年全球回流焊爐市場空間接近年全球回流焊爐市場空間接近 3.7 億美元，主要市場仍由海外廠商億美元，主要市場仍由海外廠商壟斷。壟斷。據 GIR Global Info Research 調研，2022 年全球 PCB 與半導體用回流焊爐收入約 3.68 億美元，預計 2029 年達到 4.83 億美元，2023-2029 年 CAGR 為 3.9%。該市場主要玩家有 Rehm Thermal Systems、Kurtz Ersa 等，國

138、產廠商中涉足真空回流爐的有勁拓股份、中科同志、嘉昊先進等。圖表圖表 7070：回流焊爐海內外主要廠商簡介：回流焊爐海內外主要廠商簡介 廠商廠商 總部所在地總部所在地 股票代碼股票代碼 營收（億美元）營收（億美元）主營產品主營產品 回流焊機發展情況回流焊機發展情況 Rehm Thermal Systems 德國-產品覆蓋回流焊接、氣相焊接、干燥和防護層噴涂系統以及與焊接、涂裝和固化相關的各類定制系統 具備真空/非真空/氣相三類回流焊技術，為國內真空回流爐的主力品牌之一 Kurtz Ersa 德國-印刷錫膏機、回流焊接設備、波峰焊接設備、選擇性焊接設備、返修工藝設備 該公司的真空回流焊技術能將焊點

139、空洞率降低 99%勁拓股份 中國 300400.SZ 1.14（2022 年）波峰焊、回流焊、智能機器視覺類產品、高速點膠機以及智能全向重載移動平臺等 公司半導體熱工設備可以廣泛應用于各類芯片的封裝回流工藝、晶圓級植球焊接工藝等 中科同志 中國-貼片機、回流焊、波峰焊、絲印機、點膠機等 具備真空/非真空/氣相三類回流焊技術，形成了對應的三大回流焊產品系列 請務必閱讀正文之后的重要聲明部分請務必閱讀正文之后的重要聲明部分 -37-行業行業深度報告深度報告 嘉昊先進 中國-半導體新能源功率模塊真空回流焊接設備 22 年底研發出國內首臺真空回流焊接爐設備，可在氮氣環境中進行焊接，推動氣泡率降至 0.

140、5%以下 來源：各家公司官網，中泰證券研究所整理 混合鍵合混合鍵合-混合鍵合機混合鍵合機 混合鍵合機是實現混合鍵合工藝的設備，針對連接點間距進一步縮小的混合鍵合機是實現混合鍵合工藝的設備，針對連接點間距進一步縮小的需求而生。需求而生。當芯片 Bump 間距縮小至 10m 時，焊球減小會增加金屬間化合物(IMC)形成的風險，導致導電性和機械性能的下降?；旌湘I合機避免完全使用 Bump，之間實現銅對銅的互連，針對更小尺寸的鍵合提供了新的解決方案。其具體技術原理是，打磨 Cu/SiO2 的表面至極度光滑，不同表面間通過范德華力連接，稍微施加壓力和高溫就可以實現永久鍵合，其本質是將介電鍵合(SiOx)

141、與嵌入式金屬(Cu)結合起來形成互連形成電介質-電介質和金屬-金屬鍵。根據具體工藝過程不同，混合鍵合機又可以分為 CoW（chip on wafer）鍵合機、WoW（Wafer on wafer）鍵合機。圖表圖表 7171：焊球焊接鍵合與銅銅鍵合示意圖焊球焊接鍵合與銅銅鍵合示意圖 來源：Rlab，中泰證券研究所整理 2020 年全球混合鍵合機市場達年全球混合鍵合機市場達 3.2 億億美元，至，至 2027 年有望達年有望達 7.4 億美億美元，增速快。元，增速快。根據 Yole 數據，2020 年全球混合鍵合機市場達 3.2 億美元，其中 CoW 鍵合機為 0.06 億美元，WoW 鍵合機為

142、2.6 億美元，至2027 年二者市場空間分別有望增至 2.3、5.1 億美元，2020-27 年 CAGR分別為 69%和 16%。高增背后的主要驅動力來自于 AI 需求爆發，對先進封裝技術尤其是混合鍵合技術的需求隨之爆發。當前混合鍵合機市場由海外廠商如當前混合鍵合機市場由海外廠商如 Besi、ASMPT、SUSS 等廠商壟斷，等廠商壟斷，國產廠商拓荊科技亦積極布局國產廠商拓荊科技亦積極布局。全球范圍內，較知名的混合鍵合機廠商有 Besi、EVG、ASMPT、SUSS、TEL 等。鑒于大陸封裝工藝現狀，當前大陸對混合鍵合機需求較少，國產廠商拓荊科技（WoW）、華卓精科（待上市，WoW）、艾科

143、瑞思（未上市，CoW）、華封科技（未上市）等 請務必閱讀正文之后的重要聲明部分請務必閱讀正文之后的重要聲明部分 -38-行業行業深度報告深度報告 已開展前瞻布局。圖表圖表 7272：混合鍵合機海內外廠商簡介混合鍵合機海內外廠商簡介 廠商廠商 總部所在地總部所在地 股票代碼股票代碼 營收（億美元）營收（億美元）主營產品主營產品 混合鍵合機發展情況混合鍵合機發展情況 Besi 荷蘭 BESI.AS 7.7（2022 年）全套的芯片封裝鍵合設備、電鍍設備 全球混合鍵合設備龍頭，2021 年即獲得臺積電、英特爾混合鍵合設備訂單，2023 年產能達 180 臺 EVG 奧地利-光刻機、納米壓印機、鍵合機

144、、量測設備 EVG 在 WoW 鍵合機市場處于領先地位，存量設備有數百臺，在高端CIS混合鍵合領域與日本TEL競爭 ASMPT 新加坡 ASMPT 25（2022 年）熱壓鍵合機、大規?；亓骱笭t、混合鍵合機、SMT 貼片機、光電設備 2021 年與 EVG 聯合開發 CoW 混合鍵合機LithoBolt SUSS 德國-涂膠顯影機、噴墨打印機、鍵合機、光掩模設備、納米壓印機等 研制的 XBS300 可以通過高度模塊化設計實現混合鍵合的低成本靈活生產，支持 D2W和 W2W混合鍵合，重點關注 3D 存儲或 3D SOC 等高端應用 TEL 日本 8035.T 166（2023 財年）泛半導體涂膠

145、顯影機、刻蝕機、熱處理等 堅持 WoW 路線，華 卓 精科 中國-0.23（2020 年）晶圓鍵合設備、IGBT 激光退火設備、超精密運動臺、隔振產品 為以超精密測控技術為基礎，開發了 HBS 系列全自動晶圓混合鍵合系統，可實現室溫直接鍵合 拓 荊 科技 中國 688072.SH 2.45（2022 年）薄膜沉積設備、混合鍵合機 WoW 產品已通過客戶驗收并獲得重復訂單 來源：各家公司官網，未來半導體公眾號，中泰證券研究所整理 3.3 全球全球/大陸產業鏈布局情況大陸產業鏈布局情況 請務必閱讀正文之后的重要聲明部分請務必閱讀正文之后的重要聲明部分 -39-行業行業深度報告深度報告 圖表圖表 7

146、373：HBMHBM 設備設備/材料產業鏈材料產業鏈 設備設備/材料材料 具體種類具體種類 TCB-NUF MR-MUF 混合鍵合混合鍵合-W2W 混合鍵合混合鍵合-D2W 主要廠商主要廠商 設備 熱壓鍵合機 ASM Pacific、Kulicke&Soffa、Besi、Shibaura、韓美半導體、SET 點膠機 Nordson、NSW Automation、H&S Manufacturing、Graco 晶圓貼膜機 Dynatech、Toyo Adtec、Takatori、Teikoku Taping System、OHMIYA INDUSTRY COMPANY、EV Group、Nitt

147、o 晶圓劃片機 DISCO、東京精密、ACCRETECH 揭膜機 東洋技術（中國臺灣）、至圣集團（中國臺灣）、Takatori、Nitto、LINTEC Corporation 晶圓級真空回流焊鍵合機 Rehm Thermal Systems、Kurtz Ersa、HIRATA、Heller Industries、BTU International、INVACU、SMT 清洗機 日本 DNS（迪恩士）、東京電子、泛林科技和 SEMES（韓國細美事）Molding 設備（塑封切筋成型設備）TOWA、Besi、ASM Pacific、Yamada，TOWA CVD AMAT、泛林半導體、東京電子、

148、先晶半導體 刻蝕機 泛林半導體、東京電子、應用材料、日立高新 銅互連 PVD Advanced Energy Industries、Angstrom Engineering、Veeco、AMAT、Platit AG 銅電鍍設備 ACM、AMAT、ASMPT、ClassOne Technology、EBARA、Hitachi、泛林半導體、Besi CMP AMAT、日本荏原、韓國 KC Tech、華海清科 混合鍵合機 D2W：Besi、EVG、ASMPT、SET、Shibaura、SUSS W2W：華卓清科、拓荊科技 退火設備 AMAT、Kokusai、東京電子、屹唐、北方華創 減薄機 DISC

149、O、東京精密、KOYOSEIKO、G&N 臨時鍵合機/解鍵合機 TEL、EVG、SUSS、上海微、TAZMO、Tok、ERS、EO Technics、Takatori 測試機 愛德萬、泰瑞達、精智達、悅芯、長川科技、華峰測控 材料 光刻膠 JSR、東京應化、信越、杜邦、彤程新材、徐州博康、晶瑞電材、上海新陽、南大光電、鼎龍股份 掩膜版 福尼克斯、Toppan、路維光電、清溢光電 濕電子化學品 巴斯夫、霍尼韋爾、住友化學、和光純藥工業 前驅體 德國默克、法國液空、SouthBrain 環氧塑封材料 住友電木、藹司蒂、京瓷、華海誠科、衡所華威 Low-a 球鋁 日本電氣化學、隆森、admatech

150、s、聯瑞新材 底填膠 漢高、Namics、Delo、Nagase、德邦科技 電鍍液 石原、樂思化學、杜邦、強力新材、上海新陽 臨時鍵合膠 Brewer Science、Daxin Materials 來源：華海誠科招股書，華經產業研究院，銳觀咨詢等，中泰證券研究所整理 請務必閱讀正文之后的重要聲明部分請務必閱讀正文之后的重要聲明部分 -40-行業行業深度報告深度報告 HBM 芯片需求的提升，上游材料廠商有望受益芯片需求的提升，上游材料廠商有望受益。目前大陸已有部分材料廠商進入 HBM 產業鏈，華海誠科的顆粒狀環氧塑封料（GMC)可以用于HBM 的封裝，相關產品已通過客戶驗證，現處于送樣階段。雅

151、克科技的前驅體材料已供應三星、海力士等海外龍頭廠商。此外，強力新材、艾森股份、天承科技、上海新陽均布局了先進封裝電鍍液，德邦科技布局了底填膠，飛凱材料布局了環氧塑封料，聯瑞新材、壹石通布局了硅微粉。圖表圖表 7474：大陸：大陸 HBMHBM/先進封裝材料產業鏈公司先進封裝材料產業鏈公司 公司名稱公司名稱 相關業務相關業務 華海誠科 公司環氧塑封料（GMC）可以用于 HBM 的封裝 德邦科技 公司芯片級 underfill 已有型號通過國內部分客戶驗證，未來能否應用在 HBM 取決于產品性能的匹配、客戶供應鏈的選擇等多種因素 飛凱材料 公司 MUF 產品包括液體封裝材料 LMC 和 GMC，前

152、者已量產并形成少量銷售，后者尚處于研發送樣階段 雅克科技 半導體前驅體材料主要應用在半導體集成電路存儲、邏輯芯片制造的薄膜沉積工藝中 唯特偶 微電子材料可以用于 HBM 芯片的堆疊和高速串行的連接 聯瑞新材 公司高性能球硅微粉已用于 chiplet 芯片封裝用封裝材料 壹石通 公司 Low-球形氧化鋁和 Low-球形二氧化硅成為高性能環氧塑封填料的主要選擇 強力新材 公司研發生產的光敏性聚酰亞胺（PSPI）處于下游客戶驗證階段 艾森股份 公司部分產品（光刻膠、先進封裝用電鍍液等）通過認證后還需要經過小批量供應階段 天承科技 公司成功研發出適用于封裝載板 SAP 工藝的沉銅、電鍍等專用化學品 上

153、海新陽 公司電鍍液及添加劑產品可用于存儲器芯片制造企業 來源：wind，深交所互易通等，中泰證券研究所整理 4.投資建議投資建議 HBM 由海外引領，主要核心標的如下：1）存儲原廠：海力士/三星/美光；2）設備：BESI/ASMPT/Camtek 等。大陸 HBM 產業鏈相關標的：1）存儲：香農芯創/佰維存儲/雅創電子等；2）設備：賽騰股份/精智達/新益昌等；3）材料：華海誠科/雅克科技/聯瑞新材/興森科技/深南電路等；4）封測：通富微電/深科技/長電科技等。5.風險提示風險提示 行業需求不及預期的風險；大陸廠商技術進步不及預期；HBM 技術路線發生分歧；研報使用的信息更新不及時的風險；計算結

154、果存在與實際情況偏差的風險。請務必閱讀正文之后的重要聲明部分請務必閱讀正文之后的重要聲明部分 -41-行業行業深度報告深度報告 投資評級說明：投資評級說明：評級評級 說明說明 股票評級股票評級 買入 預期未來 612 個月內相對同期基準指數漲幅在 15%以上 增持 預期未來 612 個月內相對同期基準指數漲幅在 5%15%之間 持有 預期未來 612 個月內相對同期基準指數漲幅在-10%+5%之間 減持 預期未來 612 個月內相對同期基準指數跌幅在 10%以上 行業評級行業評級 增持 預期未來 612 個月內對同期基準指數漲幅在 10%以上 中性 預期未來 612 個月內對同期基準指數漲幅在

155、-10%+10%之間 減持 預期未來 612 個月內對同期基準指數跌幅在 10%以上 備注：評級標準為報告發布日后的 612 個月內公司股價（或行業指數）相對同期基準指數的相對市場表現。其中 A 股市場以滬深 300 指數為基準；新三板市場以三板成指（針對協議轉讓標的）或三板做市指數（針對做市轉讓標的）為基準；香港市場以摩根士丹利中國指數為基準，美股市場以標普 500 指數或納斯達克綜合指數為基準（另有說明的除外）。請務必閱讀正文之后的重要聲明部分請務必閱讀正文之后的重要聲明部分 -42-行業行業深度報告深度報告 重要聲明：重要聲明：中泰證券股份有限公司（以下簡稱“本公司”）具有中國證券監督管

156、理委員會許可的證券投資咨詢業務資格。中泰證券股份有限公司（以下簡稱“本公司”）具有中國證券監督管理委員會許可的證券投資咨詢業務資格。本公司不會因接收人收到本報告而視其為客戶。本公司不會因接收人收到本報告而視其為客戶。本報告基于本公司及其研究人員認為可信的公開資料或實地調研資料，反映了作者的研究觀點，力求獨立、客觀和公正，結論不受任何第三方的授意或影響。本公司力求但不保證這些信息的準確性和完整性，且本報告中的資料、意見、預測均反映報告初次公開發布時的判斷，可能會隨時調整。本公司對本報告所含信息可在不發出通知的情形下做出修改，投資者應當自行關注相應的更新或修改。本報告所載的資料、工具、意見、信息及

157、推測只提供給客戶作參考之用，不構成任何投資、法律、會計或稅務的最終操作建議，本公司不就報告中的內容對最終操作建議做出任何擔保。本報告中所指的投資及服務可能不適合個別客戶，不構成客戶私人咨詢建議。市場有風險，投資需謹慎。在任何情況下，本公司不對任何人因使用本報告中的任何內容所引致的任何損失負任何責任。投資者應注意，在法律允許的情況下，本公司及其本公司的關聯機構可能會持有報告中涉及的公司所發行的證券并進行交易，并可能為這些公司正在提供或爭取提供投資銀行、財務顧問和金融產品等各種金融服務。本公司及其本公司的關聯機構或個人可能在本報告公開發布之前已經使用或了解其中的信息。本報告版權歸“中泰證券股份有限公司”所有。事先未經本公司書面授權，任何機構和個人，不得對本報告進行任何形式的翻版、發布、復制、轉載、刊登、篡改，且不得對本報告進行有悖原意的刪節或修改。