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1、HBMHBM專題報告專題報告跨越帶寬增長極限，跨越帶寬增長極限，HBMHBM賦能賦能AIAI新紀元新紀元證券研究報告投資評級：（）報告日期：行業推薦維持2024年06月28日分析師：毛正分析師：毛正SAC編號：S1050521120001聯系人：張璐聯系人：張璐SAC編號：S1050123120019專題報告投 資 要 點投 資 要 點AIAI時代存儲新需求催生時代存儲新需求催生HBMHBM，海內外供需缺口擴大藍海廣闊，海內外供需缺口擴大藍海廣闊隨著人工智能的興起，對高算力和帶寬的需求推動了存儲的發展。相較于傳統的DRAM，HBM技術采用垂直堆疊DDR芯片與GPU封裝實現高帶寬、低延遲和低功耗

2、，突破了傳統內存的限制，適應AI時代的新需求。目前全球市場由海力士、三星和美光主導，中國廠商如武漢新芯、長鑫存儲和華為也在積極推進HBM國產化，市場供需缺口仍持續擴大，DRAM漲價周期疊加AI驅動下，HBM價格預計繼續上漲，市場規模預計在2024年達到約70億美金。TSVTSV、混合鍵合、混合鍵合、EMCEMC占據產業鏈價值高地占據產業鏈價值高地HBM的生產涉及TSV、凸點制造、堆疊工序。其中，TSV是HBM生產流程中最核心的工藝，也是價值量占比最高的工藝環節；凸點制造將隨著未來間距縮小走向混合鍵合，是HBM未來的發展趨勢；EMC是海力士關鍵工藝MR-MUF的主要材料，在堆疊過程中提供保護、導

3、熱、絕緣等復合功能。目前國內廠商在三大關鍵工藝環節正加速追趕，國產替代空間廣闊。給予給予HBMHBM行業投資評級：推薦行業投資評級：推薦HBM作為AI浪潮下必不可少的存儲器件，供需缺口將推動HBM價值量持續攀升。TSV、混合鍵合、EMC三大關鍵工藝作為產業鏈價值占比較高且具有較好發展前景的環節，預計將率先受益。建議關注HBM相關設備：中微公司、拓荊科技、賽騰股份；HBM相關材料：雅克科技、聯瑞新材、華海誠科；HBM封測：通富微電。誠信、專業、穩健、高效請閱讀最后一頁重要免責聲明PAGE 2yUwWpOmRsRqMmOqPyQoNqNsOoM9PaO6MoMoOmOqMiNpPsNjMoOpO6

4、MrQnMNZpOqMNZrNtQ重 點 關 注 公 司 及 盈 利 預 測重 點 關 注 公 司 及 盈 利 預 測資料來源：Wind，華鑫證券研究（注：未評級公司盈利預測取自wind一致預期）公司代碼公司代碼名稱名稱20242024-0606-2727股價股價EPSEPSPEPE投資評級投資評級202320232024E2024E2025E2025E202320232024E2024E2025E2025E002156.SZ002156.SZ通富微電通富微電22.0722.070.110.110.590.590.740.74200.64200.6437.4137.4129.8229.82增持

5、增持002409.SZ002409.SZ雅克科技雅克科技62.4762.471.221.222.082.082.812.8145.7745.7730.0230.0222.2522.25未評級未評級603283.SH603283.SH賽騰股份賽騰股份74.6174.613.433.434.084.084.794.7921.7521.7518.2918.2915.5815.58買入買入688012.SH688012.SH中微公司中微公司141.43141.432.882.883.233.234.084.0849.1149.1143.7943.7934.6634.66買入買入688072.SH688

6、072.SH拓荊科技拓荊科技125.98125.983.523.522.972.974.094.0965.6965.6942.4842.4830.7930.79買入買入688300.SH688300.SH聯瑞新材聯瑞新材47.5547.550.940.941.261.261.591.5956.5356.5337.8037.8029.8729.87未評級未評級688535.SH688535.SH華海誠科華海誠科67.5667.560.390.390.550.550.730.73236.64236.64122.26122.2692.1392.13未評級未評級誠信、專業、穩健、高效請閱讀最后一頁重要

7、免責聲明PAGE 3風 險 提 示風 險 提 示宏觀經濟增長不及預期的風險；宏觀經濟增長不及預期的風險；海外科技管制進一步加強的風險；海外科技管制進一步加強的風險；本土科技創新突破不及預期的風險；本土科技創新突破不及預期的風險；下游需求恢復不及預期的風險；下游需求恢復不及預期的風險；行業景氣度復蘇不及預期的風險；行業景氣度復蘇不及預期的風險；推薦標的業績不及預期的風險。推薦標的業績不及預期的風險。誠信、專業、穩健、高效請閱讀最后一頁重要免責聲明PAGE 4目 錄CONTENTS2 2.海內外需求缺口擴大，海內外需求缺口擴大，HBMHBM量價齊升量價齊升3 3.三大關鍵工藝占據產業鏈價值高地三大

8、關鍵工藝占據產業鏈價值高地1 1.存儲緊隨存儲緊隨AIAI步伐，步伐，HBMHBM應運而生應運而生誠信、專業、穩健、高效請閱讀最后一頁重要免責聲明PAGE 54 4.相關標的相關標的0101 存儲緊隨AI步伐，HBM 應運而生存儲器是用來存儲程序和數據的部件存儲器是用來存儲程序和數據的部件，對計算機來說，有了存儲器，才能有記憶功能，才能保證正常工作。存儲器的種類很多，按其介質的不同，將存儲器分為光學存儲、半導體存儲和磁性存儲三大類。1.1 DRAM1.1 DRAM份額穩居存儲市場第一份額穩居存儲市場第一誠信、專業、穩健、高效請閱讀最后一頁重要免責聲明PAGE 7圖表：存儲器類別資料來源：CSD

9、N，中國存儲網，IT技術訂閱，華鑫證券研究圖表：計算機系統中的典型存儲器層級結構及其使用的存儲技術存儲器半導體存儲光學存儲RAM易失性存儲ROM非易失性存儲SRAM靜態RAMDRAM動態RAMDDRGDDRMROM掩膜式ROMPROM可編程ROMFlash Memory閃存EPROM可擦除可編程ROMOTPROM一次可編程ROMEEPROM可電擦除可編程ROMNOR FlashNAND FlashLPDDR磁性存儲HBMDRAM,56%NAND Flash,41%NOR Flash,1%EEPROM/EPROM/ROM/其他,1%1.1 DRAM1.1 DRAM份額穩居存儲市場第一份額穩居存儲

10、市場第一誠信、專業、穩健、高效請閱讀最后一頁重要免責聲明PAGE 8資料來源：頭豹研究院，Statista，華鑫證券研究半導體存儲可分為易失性存儲芯片（易失性存儲芯片（RAM）和非易失性存儲芯片（非易失性存儲芯片（ROM）。其中，易失性存儲主要以SRAM（靜態隨機存儲器）和DRAM（動態隨機存儲器）為主。非易失性存儲從早期的ROM（PROM、EPROM、EEPROM）到閃存（NOR Flash和NAND Flash）。根據傳輸速度、容量、數據可擦除性等關鍵參數，不同存儲器擁有各自適用的領域，以計算機系統中的使用來看：SRAM速度夠快，通常作為中央處理器（CPU）的緩存使用，DRAM價格低廉、容

11、量大，通常用作內存價格低廉、容量大，通常用作內存，NAND Flash用于大數據存儲，NOR Flash通常用于代碼存儲。在存儲行業產品的市場占有率方面，在存儲行業產品的市場占有率方面，DRAM以超過以超過50%的份額穩居第一的份額穩居第一，緊隨其后的是NAND，占比約為41%。NOR則保持穩定，維持著約1%左右的市場份額，其他產品如EEPROM等則占據約1%的市場份額。類型類型SRAMSRAMDRAMDRAMNANDNAND閃存閃存NORNOR閃存閃存非易失性不支持不支持支持支持每GB單價高低非常低低讀取速度極快快慢快寫入速度極快快慢慢最小寫入單位字節字節頁字節最小讀取單位字節頁頁字節性能高

12、高中中適用CPU緩存內存大數據存儲代碼存儲圖表：四大存儲類型對比圖表：2021年存儲細分市場結構1.2 GDDR1.2 GDDR、HBMHBM適用于高性能計算適用于高性能計算誠信、專業、穩健、高效請閱讀最后一頁重要免責聲明PAGE 9資料來源：啟威測實驗室，存儲芯，華鑫證券研究在在HBM出現之前，出現之前，DRAM按照產品分類主要分為按照產品分類主要分為DDR、LPDDR和和GDDR。其中DDR適用于計算機、服務器和其他高性能計算設備等領域；LPDDR適合移動設備和嵌入式系統等需要長時間使用的場景，如手機、平板、穿戴等；GDDR是為了設計高端顯卡而特別設計的高性能DDR存儲器規格，它比主內存中

13、使用的普通DDR存儲器時鐘頻率更高，發熱量更小，所以更適合搭配高端顯示芯片。圖表：JEDEC（固態技術協會）定義三類 DRAM 標準圖表：DDR、GDDR、LPDDR主要區別對比DRAM類型釋義應用場景特點發展路線演進代數DDR/電腦平臺內存規范（PC）高帶寬，低延時1.標準基礎2.通過提升核心頻率來提升性能DDR/DDR2/DDR3/DDR4/DDR5GDDRG：Graphics（圖像）顯存規范，主要用于顯卡高帶寬，高延時側重于數據位寬，遠超同期DDR的運行頻率GDDR/GDDR2/GDDR3/GDDR4/GDDR5/GDDR6LPDDRLP：Low Power（低功耗）移動平臺內存規范，主

14、要應用于手機、平臺、穿戴等低功耗，小體積1.四代之前是基于同代DDR發展2.四代之后，基于應用端獨自發展，通過提高Prefetch預讀取位數來提升性能LPDDR/LPDDR2/LPDDR3/LPDDR4(LPDDR4X)/LPDDR5(LPDDR5X)DRAMDDRDIMMSDRAM on PCBLPDDRR/LRDIMMSU/SODIMMS服務器、云計算、服務器、云計算、數據中心等數據中心等臺式電腦、筆記臺式電腦、筆記本電腦本電腦消費類應用、智消費類應用、智能家居能家居Discrete DRAMsDiscrete DRAMs智能手機、智能手機、汽車系統汽車系統數據密集型系統數據密集型系統（G

15、PU、AI、高、高性能計算等）性能計算等）GDDRHBM1.3 AI1.3 AI時代新需求，時代新需求，HBMHBM應運而生應運而生誠信、專業、穩健、高效請閱讀最后一頁重要免責聲明隨著人工智能技術的快速發展，傳統的GDDR內存逐漸達到其技術發展的瓶頸。1 1）GDDR5GDDR5無法跟上無法跟上GPUGPU性能發展：性能發展：AI訓練的參數量每兩年增長410倍，而單GPU內存僅以每兩年2倍的速度增長；硬件的峰值計算能力20年中提升了60,000倍，但DRAM帶寬的增長卻僅提高了100倍，互連帶寬只提升了30倍。內存難以跟上AI硬件的計算速度，限制了AI芯片性能發揮，形成了“內存墻”；2 2）G

16、DDR5GDDR5限制了外形尺寸：限制了外形尺寸：為實現高帶寬，越來越多的GDDR5和電路要集成在一起會限制產品的尺寸；3 3）片上）片上集成并非萬能：集成并非萬能：片上集成的兼容和可拓展性受到限制。HBMHBM的出現克服傳統的出現克服傳統GDDRGDDR在在帶寬上的局限，并突破內存墻的限制，以適應帶寬上的局限，并突破內存墻的限制，以適應AIAI時代對高算力和高帶寬內存的需求。時代對高算力和高帶寬內存的需求。PAGE 10圖表：GDDR走向HBM圖表：DRAM帶寬、互連帶寬的增長遠小于硬件計算能力的增長圖表：內存容量的增長遠小于大模型參數量的增長資料來源：AMD，AI and Memory W

17、all，華鑫證券研究0 20 2 海內外需求缺口擴大，H B M 量 價 齊 升2.1 HBM2.1 HBM實現高帶寬、低延遲和低功耗實現高帶寬、低延遲和低功耗誠信、專業、穩健、高效請閱讀最后一頁重要免責聲明PAGE 12資料來源：Goldman Sachs，AMD，華鑫證券研究HBMHBM全稱為High Bandwidth MemoryHigh Bandwidth Memory，即高帶寬內存高帶寬內存，它將多個DDR芯片垂直堆疊在一起后和GPU封裝在一起。與傳統的DRAM相比，它確保了更多的I/O（Input/Output，輸入/輸出）通道，一次可以傳輸大量的數據，在較小的物理空間內實現高帶

18、寬、低延遲和低功耗高帶寬、低延遲和低功耗，從而成為數據中心等應用場景的新一代內存解決方案。圖表：HBM 架構高帶寬：高帶寬：增加存儲堆棧的數量和位寬，以及提升數據傳輸速率，實現了高帶寬。低延遲：低延遲：縮短存儲器和邏輯芯片之間的距離，以及采用并行訪問模式，實現了低延遲。低功耗：低功耗：降低工作電壓，以及減少信號線的數量和長度，實現了低功耗。與與GDDR5相比，相比，HBM：顯存位寬顯存位寬是GDDR5的四倍，達到了1024-bit；時鐘頻率時鐘頻率為500MHz，遠遠小于GDDR5的1750MHz；顯存帶寬顯存帶寬大于100GB/s，而GDDR5的一顆芯片為25GB/s；數據傳輸數據傳輸速率速

19、率遠高于GDDR5；芯片面積芯片面積是GDDR5的1/3。圖表：HBM各代參數對比代際推出時間量產時間芯片密度帶寬可堆疊高度容量HBM1201420152Gb128GB/s4Hi1GBHBM2201520168Gb307GB/s4Hi/8Hi4GB/8GBHBM2E2019202016Gb460GB/s4Hi/8Hi8GB/16GBHBM32021202216Gb819GB/s8Hi/12Hi16GB/24GBHBM3E2023202424Gb1.1TB/s8Hi/12Hi24GB/36GBHBM42025202524Gb2.0TB/s12Hi/16Hi36GB/48GBHBM自問世以來，其參

20、數經過了幾代的演進與優化。每一代HBM產品的推出都比上一代有幾倍的性能提升。目前目前HBMHBM已經來到已經來到了了HBM3EHBM3E量產的節點，下一步將朝著量產的節點，下一步將朝著HBM4HBM4進發。進發。海力士,53%三星,38%美光,9%圖表：2023年全球HBM市場份額2.2 2.2 海外三大存儲原廠三分海外三大存儲原廠三分HBMHBM天下天下誠信、專業、穩健、高效請閱讀最后一頁重要免責聲明PAGE 13資料來源：芯智訊，SK海力士，半導體行業觀察，快科技，三星，IT之家，IC Times，超能網，半導體產業縱橫，華爾街見聞，華鑫證券研究圖表：海力士、三星、美光的HBM產品路線圖2

21、013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 20262013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026HBM1HBM2HBM2EHBM3HBM3EHBM4與AMD聯合開發了全球首款HBM產品推出并開始量產HBM2 Flarebolt，用于英偉達Tesla P100業界首次成功研發出HBM推出并開始量產HBM2 Aquabolt成功研發HBM2E開始量產HBM2E成功研發HBM3開始量產HBM3成功研發全球最高規格HBM3E3

22、月末開始量產HBM3E，供貨英偉達計劃與臺積電合作推出HBM4推出并開始量產HBM2推出并開始量產HBM2E Flashbolt推出并開始量產HBM3 Icebolt首發HBM-PIM內存計算技術成功研發HBM3EShineboltQ2開始量產HBM3E，用于AMD MI350計劃推出HBM4宣布正式放棄HMC后轉向研發HBM開始提供HBM22月開始量產HBM3E，用于英偉達H200開始提供HBM2E推出HBM3 Gen2（HBM3E）計劃推出HBM4全球全球HBMHBM市場長久以來都由三大存儲原廠牢牢占據龍頭地位。市場長久以來都由三大存儲原廠牢牢占據龍頭地位。根據高盛的數據，2023年HBM

23、市場的競爭格局中，海力士約占54%，三星占41%，美光占5%。海力士目前占據市場主導地位，三星緊隨其后追擊，而美光雖然目前市場份額較小，但正在積極擴大產能和技術。由于HBM3E產能不足，三大巨頭或都進入英偉達供應鏈，目前美光搶先獲得英偉達H200訂單，海力士也開始量產供貨英偉達，三星已通過AMD MI350的驗證，英偉達方面的驗證時間稍晚于其他兩家。首次用于AMD Fiji系列GPU誤判市場解散HBM團隊量產第二代HMC（混合存儲），和英特爾聯合開發2.3 2.3 國內國內HBMHBM初起步，三大巨頭推進產線建設初起步，三大巨頭推進產線建設誠信、專業、穩健、高效請閱讀最后一頁重要免責聲明PAG

24、E 14資料來源：中商產業研究，東芯半導體，愛企查，華鑫證券研究國內DRAM市場大部分份額仍然被三星、海力士和美光等占據，還有部分臺灣廠商南亞科技、華邦電子等角逐市場份額，國內廠商的市場份額相對較小，主要DRAM廠商有兆易創新、北京君正、東芯股份、長鑫存儲、紫光國微、福建晉華等。國內國內HBMHBM國產化剛剛起步，存儲巨頭國產化剛剛起步，存儲巨頭加速推進。加速推進。國內存儲廠商武漢新芯和長鑫存儲正處于HBM制造的早期階段，主要是為了應對未來人工智能（AI）和高性能計算（HPC）領域的應用需求。其中武漢新芯正在針對HBM建造月產能3000片晶圓的12英寸工廠，長鑫存儲則與封裝和測試廠通富微電合作

25、開發了HBM樣品，并向潛在的客戶展示。企業名稱企業名稱布局情況布局情況兆易創新存儲器方面，公司為大陸存儲芯片龍頭生產商，產品線NOR+NAND+DRAM全覆蓋，其中Nor全球第三、大陸第一。此外，兆易創新是國內MCU龍頭。北京君正車載存儲龍頭生產商之一，有高速低功耗SRAM，低中密度DRAM，NOR/NAND Flash，嵌入式Flash pFusion，及eMMC等芯片產品。其收購的北京矽成（控股美國ISSI存儲）在汽車DRAM領域，美光占據45%居全球第一，北京矽成占據15%居全球第二。東芯股份作為Fabless芯片企業，擁有獨立自主的知識產權，聚焦于中小容量NAND/NOR/DRAM芯片

26、的研發、設計和銷售，是目前國內少數可以同時提供NAND/NOR/DRAM設計工藝和產品方案的存儲芯片研發設計公司。長鑫存儲（未上市）一體化存儲器制造商，公司專業從事動態隨機存取芯片的設計、研發、生產和銷售，目前已建成12英寸晶圓廠并投產。DRAM產品廣泛應用于移動終端、電腦、服務器、虛擬現實和物聯網等領域。紫光國微公司存儲器芯片業務由參股子公司紫光國芯承擔。紫光國芯主要從事存儲器設計開發、自由品牌存儲器芯片產品銷售，以及集成電路設計開發、測試服務，建設了完整先進的DRAM存儲器測試分析工程中心，同時擁有世界主流動態隨機存儲器和閃存存儲器設計開發技術和經驗。福建晉華（未上市）公司在福建省晉江市建

27、設12存內存晶圓廠生產線，開發先進存儲器技術和制程工藝，并開展相關產品的制造和銷售。圖表：中國主要存儲芯片企業布局情況除存儲大廠以外，華為也準備建立其內部除存儲大廠以外，華為也準備建立其內部HBM供應鏈。供應鏈。據The Information報道，華為已開始將其重點轉移到有吸引力的HBM市場。該聯盟現在與從事存儲器業務的公司合作。HBM在AI市場的動態中發揮著至關重要的作用，特別是在制造AI加速器時，HBM在中國的供應受到更大程度的限制下，建立HBM內部生產鏈將有利提振未來國內AI能力。AIAI和高性能計算（和高性能計算（HPCHPC）領域的需求是）領域的需求是HBMHBM增長的主要增長的主

28、要驅動力。驅動力。HBM顯著的高速、高帶寬和低功耗特性使得它在AI和高性能計算領域中具有廣泛的應用前景。AI服務器主流GPU如H100、A100、A800以及AMD MI250、MI250X等基本都配備了HBM。后續推出的王牌產品也持續升級HBM最新迭代版本，對HBM需求居高不下。全球各大科技巨頭都在競購全球各大科技巨頭都在競購HBM，AI浪潮下浪潮下HBM市場規模將快速增長。市場規模將快速增長。根據騰訊科技的測算，2024年全年，全球經由CoWoS封裝的GPU產品，產能約為900萬顆。按照單顆GPU邏輯芯片搭配6顆HBM內存顆粒的標準計算（部分搭配8顆HBM），全球2024年的GPU，對HB

29、M內存的需求就在5400萬顆以上（12層為主）。TrendForce預估2023年全球HBM需求量將年增近60%，2024年將再成長30%。2.4 AI2.4 AI需求強勁驅動，需求強勁驅動，HBMHBM量價齊升量價齊升誠信、專業、穩健、高效請閱讀最后一頁重要免責聲明PAGE 15圖表：2023-2025年英偉達、AMD產品計劃AI爆發帶動爆發帶動HBM增長的核心點：增長的核心點：1）AI服務器催化服務器催化HBM需求爆發：需求爆發：據美光公司測算，相較于傳統服務器，AI服務器中的DRAM需求量提升了8倍；2）單個）單個GPU的的HBM數量增加：數量增加：例如英偉達的H100用6個HBM，B1

30、00則用到8個HBM；3）HBM升級迭代，堆疊層數以及容量均有增加升級迭代，堆疊層數以及容量均有增加：例如B100采用的HBM3E有8層堆疊，單個容量達到24GB，B200使用12層堆疊HBM，容量達到36GB。資料來源：集邦咨詢，華鑫證券研究中國企業陸續推出中國企業陸續推出AIAI大模型，國內大模型，國內HBMHBM打開成長空間打開成長空間。據統計，自3月16日百度率先公布“文心一言”以來，國內已有超過30項大模型產品亮相。AI大語言模型趨勢帶來的HBM需求高峰使得HBM供不應求。2023-2024中國人工智能計算力發展評估報告指出，中國AI算力市場規模正在快速成長擴大，2023年中國AI服

31、務器市場規模將達91億美元，同比增長82.5%；智能算力規模預計達到414.1EFLOPS（每秒百億億次浮點運算），同比增長59.3%；2022-2027年期間，年復合增長率預計達33.9%。國內國內HBM存在供需缺口，國產替代從存在供需缺口，國產替代從0到到1。隨著美國將限制HBM芯片對華出口，這種情況疊加HBM供不應求使得國內廠商購買到HBM的可能性大大下降，企業將轉向國內HBM廠商，未來中國HBM市場空間廣闊。根據IDC的數據，2022年上半年到2023年上半年，中國AI加速卡出貨約109萬張，英偉達市場份額為85%，華為市占率為10%，百度市占率為2%、寒武紀和燧原科技均為1%。隨著國

32、內HBM從0到1實現突破后，市占約15%的國產算力芯片廠商將會逐步切換為國產HBM，替代空間廣闊。英偉達,85%華為昇騰,10%百度,2%寒武紀,1%燧原科技,1%其他,1%圖表：2023年中國AI加速卡市場份額2.4 AI2.4 AI需求強勁驅動，需求強勁驅動，HBMHBM量價齊升量價齊升誠信、專業、穩健、高效請閱讀最后一頁重要免責聲明PAGE 1602004006008001,0001,2002020202120222023E2024E2025E2026E2027E智能算力(基于FP16計算)EFLOPS圖表：中國智能算力規模及預測資料來源：2023-2024中國人工智能計算力發展評估報告

33、，IDC，快科技，華鑫證券研究767.127029.5339857.9305,00010,00015,00020,00025,00030,00035,00040,00045,00020222024E2030E市場規模(百萬美元)百萬美元DRAMDRAM價格進入漲價周期，價格進入漲價周期，HBMHBM附加值水漲船高。附加值水漲船高。DRAM市場經歷了2022年平均銷售單價的下滑后，三星在2023年Q4大幅減產，庫存壓力改善后DRAM出貨拉升帶動價格從2023年9月中旬開始持續上漲，2024年Q1投片量開始回升，產能利用率達到80%左右，下半年是旺季，需求預期將較上半年明顯增加，產能會持續提升至Q

34、4。而HBM此前受ChatGPT的拉動同時受限產能不足，HBM價格一路上漲，與性能最高的DRAM相比，HBM3的價格上漲了五倍，預計2024年HBM價格還會再上漲5-10%。HBM呈現量價齊升的態勢，SEMI預計2024年市場規模達70億美元，2030年達400億美元，2022-2030年CAGR達63.85%。2.4 AI2.4 AI需求強勁驅動，需求強勁驅動，HBMHBM量價齊升量價齊升誠信、專業、穩健、高效請閱讀最后一頁重要免責聲明PAGE 17CAGR=63.85%圖表：2022-2030年HBM市場規模資料來源：Wind，SEMI，華鑫證券研究圖表：DRAM價格示意圖1.201.30

35、1.401.501.601.701.801.9024/6/2124/6/1224/6/324/5/2424/5/1624/5/824/4/2924/4/1924/4/1124/4/124/3/2224/3/1424/3/624/2/2724/2/1924/2/524/1/2624/1/1824/1/1024/1/223/12/2223/12/1423/12/623/11/2823/11/2023/11/1023/11/223/10/2523/10/1723/10/923/9/2823/9/2023/9/1223/9/423/8/2523/8/1723/8/923/8/123/7/2423/7/

36、14現貨平均價:DRAM:DDR4(8Gb(512Mx16),3200Mbps)現貨平均價:DRAM:DDR4(8Gb(1Gx8),3200Mbps)0 30 3 三大關鍵工藝占據產業鏈價值高地HBM的制造流程主要分為四步，其中涉及TSVTSV（硅通孔）、（硅通孔）、BumpingBumping（凸點制造）、（凸點制造）、StackingStacking（堆疊）三大關鍵工序（堆疊）三大關鍵工序。3.1 HBM3.1 HBM關鍵工藝涉及關鍵工藝涉及TSVTSV、凸點制造、堆疊、凸點制造、堆疊誠信、專業、穩健、高效請閱讀最后一頁重要免責聲明PAGE 19資料來源：SK海力士，華鑫證券研究圖表：HB

37、M制造流程示意圖TSVTSV是是HBMHBM生產流程中最核心的工藝。生產流程中最核心的工藝。TSV（Through Silicon Via）為硅通孔技術，是通過在芯片和芯片之間、晶圓和晶圓之間制作垂直導通，實現芯片之間互連的技術。TSV技術允許在硅晶圓內部創建垂直互連，這是實現多層DRAM芯片堆疊的基礎。它通過垂直互連減小互連長度，減小信號延遲，降低電容、電感，實現芯片間的低功耗、高速通訊，增加帶寬和實現器件集成的小型化。TSVTSV也是價值量占比最高的環節。也是價值量占比最高的環節。以4顆5mmx7mm的存儲芯片堆疊在一顆邏輯芯片上的HBM結構為例，假設薄晶圓處理良率和TSV形成的良率為98

38、%，TSV工藝的成本約占整體封裝成本的30%，是其中占比最大的環節。3.2 TSV3.2 TSV：刻蝕成本近一半：刻蝕成本近一半誠信、專業、穩健、高效請閱讀最后一頁重要免責聲明PAGE 20資料來源：Techinsights，3DInCites，華鑫證券研究圖表：TSV示意圖圖表：3D封裝成本占比TSV形成,18%TSV露出,12%前道,20%后道,20%組裝,15%晶圓凸點,3%測試,1%TSV形成損失,7%組裝損失,4%TSV制造的主要工藝流程依次為：深反應離子刻蝕（DRIE）法形成通孔；使用化學氣相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；選擇一種電鍍方法在

39、盲孔中進行銅填充；使用化學和機械拋光（CMP）法去除多余的銅。而一旦完成了銅填充，則需要對晶圓進行減??；最后是進行晶圓鍵合。對應TSV生產流程，會涉及到深孔刻蝕、PVD、CVD、銅填充、CMP等設備和電子特氣、靶材、前驅體、電鍍液、添加劑、拋光液、拋光墊等材料。我國先進封裝設備國產化率整體低于15%，TSV深硅刻蝕、TSV電鍍設備、薄膜沉積等制程設備幾乎都進口自海外。3.2 TSV3.2 TSV：刻蝕成本近一半：刻蝕成本近一半誠信、專業、穩健、高效請閱讀最后一頁重要免責聲明PAGE 21資料來源：半導體材料與工藝，TSV關鍵工藝設備特點及國產化展望，中科大微納研究與創造中心，今日光電，三維集成

40、中的TSV技術，江西國材科技，上海交通大學，立鼎產業研究院，華鑫證券研究圖表：一種典型的TSV中介層制造工藝流程圖表：TSV工藝設備與材料步驟工藝作用設備設備標的材料材料標的TSV刻蝕深孔刻蝕使用深反應離子刻蝕（DRIE）法形成通孔，保證 TSV 通孔垂直度深孔刻蝕設備北方華創中微公司電子特氣華特氣體金宏氣體TSV側壁絕緣層沉積CVD絕緣層用于實現硅村底與孔內傳輸通道的絕緣，防止 TSV通孔之間漏電和串擾CVD設備拓荊科技前驅體雅克科技擴散阻擋層、種子層沉積PVD防止銅原子在溫度 400 下的退火過程的 TSV 中擴散PVD設備拓荊科技靶材江豐電子有研新材TSV電鍍填充銅填充穿透硅基片形成電導

41、通 電鍍填充設備 盛美上海電鍍液、添加劑上海新陽強力新材CMP平坦化化學機械拋光對晶圓減薄拋光以露出硅孔底部的銅減薄拋光設備 華海清科拋光液、拋光墊鼎龍股份安集科技刻蝕,44%電鍍填充,25%減薄,24%絕緣,4%臨時鍵合,3%其中，其中，TSVTSV刻蝕在刻蝕在TSVTSV成本中占比最大，達成本中占比最大，達44%44%。TSV刻蝕將形成高深寬比的盲孔結構，其形貌、尺寸甚至側壁粗糙程度都將對后續工藝產生影響。為達到超高深寬比刻蝕（40:1），目前大都采用干法深反應離子刻蝕（DRIE）中的Bosch工藝進行制備。目前國外主流深硅刻蝕設備主要由美國應用材料、泛林半導體等設備廠商控制。近年來，國內

42、設備廠商實現突破，中微公司（可達到60:1）、北方華創等推出的等離子刻蝕機，均可實現高深寬比刻蝕，滿足絕大多數生產工藝需求。3.2 TSV3.2 TSV：刻蝕成本近一半：刻蝕成本近一半誠信、專業、穩健、高效請閱讀最后一頁重要免責聲明PAGE 22資料來源：IME，立鼎產業研究院，上海交通大學，華鑫證券研究圖表：普通電鍍銅和TSV電鍍銅的區別TSVTSV電鍍填充是整個電鍍填充是整個TSVTSV工藝里最核心、難度最大的工藝，約占工藝里最核心、難度最大的工藝，約占25%25%成本。成本。TSV電鍍填充技術難度較大，會直接影響電學性能和可靠性。當采用普通電鍍填充方法來填充深孔時，由于沉積速率的原因，會

43、在填充過程中形成空隙，實現無孔洞化和均勻化填充已經成為制約TSV發展的“瓶頸”問題。而TSV電鍍填充，需要在電流密度和熱處理溫度、電鍍時間、添加劑等的協同作用下，銅在頂部的沉積速率低于底部沉積速率，實現無缺陷的自下而上填充。目前電鍍設備的主要供應商包括安美特、東京電子、Ebara等。電鍍液的供應商包括陶氏、安美特等。國產替代空間廣闊。圖表：TSV成本結構Bumping（凸點制造）是在芯片上制作凸點，通過在芯片表面制作金屬凸點提供芯片電氣互連的“點”接口，廣泛應用于FC、WLP、CSP、3D等先進封裝。該工序需要先整體形成UBM層并用作電鍍的導電層，然后再用光刻膠保護不需要電鍍的地方。一旦電鍍形

44、成了厚的凸點后，再除去光刻膠并刻蝕不需要的UBM，然后經回流形成凸點陣列。3.3 3.3 凸點制造：走向混合鍵合凸點制造：走向混合鍵合誠信、專業、穩健、高效請閱讀最后一頁重要免責聲明PAGE 23資料來源：先藝電子，海力士，Rlab，未來半導體，華鑫證券研究圖表：電鍍凸點的形成工藝凸點間距推進至凸點間距推進至10m10m以下，走向混合鍵合以下，走向混合鍵合（Hybrid BondingHybrid Bonding）。）。凸點間距越小，意味著凸點密度增大，封裝集成度越高，難度越來越大。目前凸點間距最小達40m；當間距40m時，采用基于熱壓鍵合（TCB）的連接技術；但當走向更小的凸點間距（10m以下）時，混合鍵合以細間距（20%2增持10%20%3中性-10%10%4賣出10%2中性-10%10%3回避-10%誠信、專業、穩健、高效請閱讀本頁重要免責聲明PAGE 37