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1、 1/33 2025 年年 1 月月 13 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 行業研究報告 慧博智能投研 HBM行業行業深度：驅動因素、深度：驅動因素、工藝流程工藝流程、市場市場供給供給及相關公司深度梳理及相關公司深度梳理 在當今數字化時代，人工智能的飛速發展對存儲芯片提出了更高要求，HBM（高帶寬內存）應運而生。HBM 憑借其高帶寬、高容量、低功耗和小尺寸等顯著優勢，成為高性能計算領域的關鍵存儲技術。從2014 年首款 HBM 產品問世，到如今 HBM3E 的量產以及 HBM4 的積極研發，其技術迭代不斷推進，滿足著日益增長的市場需求。當前，AI 大模型的爆發、英偉達等巨頭的下一代

2、 GPU 發展以及云服務大廠的 AI 芯片出貨，為 HBM 帶來了強勁的需求增長動力。然而，HBM 市場主要被海外廠商壟斷，國產化率幾乎為零，這不僅制約著我國相關產業的發展，也成為國內半導體領域亟待突破的難題。本文將深入分析 HBM 行業的驅動因素、工藝流程和市場供給狀況，并對 HBM 的國產化趨勢進行展望。最后，本文將梳理產業鏈上國內相關企業，旨在為讀者提供有價值的參考資料，共同關注這一關鍵領域的發展態勢、機遇與挑戰。目目錄錄 一、行業概述.1 二、驅動需求增長的因素.4 三、HBM 工藝流程及設備.9 四、市場供給分析.21 五、HBM 的國產化.27 六、相關公司.29 七、供需總結.3

3、3 八、參考研報.33 一、一、行業行業概述概述 1、HBM：高帶寬低功耗的全新一代存儲芯片：高帶寬低功耗的全新一代存儲芯片 HBM（High Bandwidth Memory）即高帶寬內存）即高帶寬內存，作為全新一代的 CPU/GPU 內存芯片，其本質上是指基于 2.5/3D 先進封裝技術，把多塊 DRAM Die 堆疊起來后與 GPU 芯片封裝在一起，實現大容量，高位寬的 DDR 組合陣列。在結構上，在結構上，HBM 是由多個是由多個 DRAM 堆疊而成堆疊而成，主要利用 TSV（硅通孔）和微凸塊（Micro bump）將裸片相連接，多層 DRAM die 再與最下層的 Basedie 連

4、接，然后通過凸塊（Bump）與硅中階層（interposer）互聯。同一平面內，HBM 與 GPU、CPU 或 ASIC 共同鋪設在硅中階層上，再通過 2/33 2025 年年 1 月月 13 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 CoWoS 等 2.5D 先進封裝工藝相互連接，硅中介層通過 CuBump 連接至封裝基板上，最后封裝基板再通過錫球與下方 PCB 基板相連。2、HBM 相對優勢明顯相對優勢明顯 HBM 技術相較于傳統內存技術，具有高帶寬、高容量、低功耗和小尺寸四大優勢：技術相較于傳統內存技術，具有高帶寬、高容量、低功耗和小尺寸四大優勢：（1）高帶寬：由于采用了串行接口和優化

5、的信號傳輸技術，HBM 能夠提供遠超傳統 DRAM 的帶寬，滿足高性能計算的需求。（2）高容量：通過 3D 堆疊技術，HBM 在相同的芯片面積內可以集成更多的 DRAM 層，從而提供更大的內存容量。（3）低功耗：HBM 的垂直堆疊結構減少了數據傳輸的距離，從而降低了功耗；同時，TSV 技術的應用也有助于減少功耗。（4）小尺寸：HBM 的 3D 堆疊設計使得內存模塊的尺寸大大減小，有助于實現更緊湊的系統設計。HBM 最大的特點是高帶寬。最大的特點是高帶寬。HBM 的 I/O 速率雖然慢于傳統 GDDR，但其接口有 1024 個數據“線”，遠高于傳統 GDDR 的 32 條數據線，通過極寬的接口方

6、式實現了更高的帶寬。qXvUrUxVqRoMoNbRbPaQtRrRpNtOlOmMmNeRoPsObRmMxOuOrQnONZtPvN 3/33 2025 年年 1 月月 13 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 3、HBM 快速迭代，目前最新產品已到第五代產品快速迭代，目前最新產品已到第五代產品 HBM3E HBM 目前總共有五代產品，分別為目前總共有五代產品，分別為 HBM1/2/2E/3/3E，正開發，正開發 HBM4。2014 年，SK 海力士與AMD 聯合開發了全球首款硅通孔 HBM 產品，隨后，三星跟進布局；2018 年，海力士發布第二代HBM 產品 HBM2，關鍵改進是

7、偽通道模式、用于通道的硬修復和軟修復的通道重新映射模式、防過熱保護等，數據速率和能耗均有所改善；2020 年，海力士發布第三代產品 HBM2E 是 HBM2 的擴展版本，與 HBM2 相比，HBM2E 具有技術更先進、應用范圍更廣泛、速度更快、容量更大等特點，同時HBM2E 的散熱性能也比 HBM2 高出 36%。在三星、SK 海力士先后量產 HBM2e 之后，鎂光也加入HBM 出貨行列；2021 年 10 月，海力士依舊全球率先發布首款 HBM3，持續鞏固其市場領先地位；2024 年，海力士全球率先開始量產 8/12 層 HBM3E，實現了現有 HBM 產品中最大的 36GB 容量。11月

8、4 日，海力士正式于 2024 年 SKAI 峰會上宣布開發全球最大容量 16 層堆疊 HBM3E；展望未來，展望未來，海海力士預計力士預計 25 年提供年提供 HBM4 樣品并于當年實現樣品并于當年實現 12 層堆疊層堆疊 DRAM 的的 HBM4 量產，在量產，在 26 年實現年實現 16層層 DRAM 的量產，比預期提前一年。同時三星與美光也表示將于的量產，比預期提前一年。同時三星與美光也表示將于 26 年實現年實現 HBM4 的量產。的量產。4、HBM 產業鏈概述產業鏈概述 HBM 產業鏈涵蓋上游的材料和設備廠商，中游的 IDM 廠商，下游的 CPU/GPU/TPU 等廠商。上游設備商

9、主要提供生產 HBM 所需的原材料和設備，如硅晶圓、光刻機、刻蝕機等，參與廠商包括應用材料、泛林、法國液化空氣、科磊等。中游制造商則負責將原材料加工成 HBM 芯片，包括晶圓制造、切割、封裝等環節，參與廠商為三星、海力士和美光等。下游則主要是 HBM 芯片的應用領域，如數據中心、AI 芯片、固態硬盤等，參與廠商包括英偉達、AMD 和谷歌等。4/33 2025 年年 1 月月 13 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 二、二、驅動驅動需求增長的需求增長的因素因素 1、AI 大模型爆發拉動大模型爆發拉動 HBM 需求需求 內存墻問題阻礙人工智能發展。根據AI and Memory Wall

10、，過去 20 年中服務器硬件 FLOPS 峰值每 2 年擴大至 3 倍，遠超 DRAM 和互連帶寬增速，能夠認為該差異是限制人工智能應用的瓶頸之一。HBM 方案解決了內存墻問題，直接受益于 AI 模型需求。GPU 顯存一般采用 GDDR（Graphics Double Data Rate）或者 HBM 兩種方案，但 HBM 性能遠超 GDDR：根據 AMD 發布的 HBM 與 DDR（Double Data Rate）內存參數對比，從時鐘頻率看，HBM 為 500MHz，遠小于 GDDR5 的 1750MHz；從顯存帶寬來看，HBM 的一個堆棧大于 100GB/s，而 GDDR5 的一顆芯片為

11、 25GB/s。根據海力士官網，其 GDDR6 產品帶寬在 56GB/s，而 HBM2 和 HBM2E 的帶寬遠超 GDDR6 產品。5/33 2025 年年 1 月月 13 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 GDDR 采取大幅提升 I/O 數據速率手段改善總帶寬，而 HBM 則利用 TSV 技術提升 I/O 數和單個 I/O位寬。（1）HBM 在在 GPU 中得到廣泛應用中得到廣泛應用 主流數據中心 GPU 均采用 HBM 技術。根據英偉達 H100 GPU 白皮書，英偉達 V100、A100 和H100 產品均采用 HBM 內存，其中 A100 使用 HBM2，H100 產品則升

12、級到 HBM2E 和 HBM3。根據AMD 官網，其 MI300 芯片采用 HBM3 產品。能夠看到英偉達和 AMD 的主流 GPU 產品均采用HBM2E 和 HBM3 產品，凸顯了 HBM 在數據中心 GPU 中的主導地位。6/33 2025 年年 1 月月 13 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 7/33 2025 年年 1 月月 13 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告（2）HBM 升級換代伴隨帶寬和速率提升，同時伴隨升級換代伴隨帶寬和速率提升，同時伴隨 HBM 性能和性能和 HBM 顆數增加顆數增加 HBM2 其 I/O 速率和帶寬分別是 2.4Gbps 及 307G

13、B/s，能夠滿足下游客戶的傳輸和存儲需求。隨著GPU 及云服務大廠 AI 加速器的推出，三星電子和美光在 2020 年相繼發布了 HBM2E。隨著英偉達發布 A100 和 H100 系列，由于傳統的 HBM 帶寬無法滿足高速存儲數據聯通的需求，相應 HBM3 在2023 年正式問世，帶寬為 819GB/s，速度相比第一代 HBM1 提升超過 3 倍。功耗相同的前提下，HBM 帶寬和容量提升帶動性能提升。根據半導體行業觀察微信公眾號，提升 HBM容量方法包括：1）增加 DRAM 裸片堆棧層數，例如 HBM3E 常見為 8 層或 12 層 DRAM 裸片堆棧，但進化到 HBM4 時代，可選擇的包括

14、 4 層、8 層、12 層和 16 層 TSV 堆棧；2）增加每片 DRAM 裸片（Die）的存儲容量，例如單 Die 容量從 2GB 升級到 3GB。單顆 HBM 容量=DRAM 堆棧層數 每片DRAM 容量。HBM 帶寬提升方法包括：1）提高 I/O 數據傳輸速率；2）加大 I/O 總線位寬。除了單顆 HBM 容量，單顆 GPU 中 HBM 存儲總容量還取決于 GPU 中包含的 HBM 顆數。未來進化到GB200，會出現 2 顆 GPU 搭配 8 顆 12 層 HBM3E（36GB）的技術方案。HBM4 是是 HBM3 的進化版本，旨在進一步提高數據處理速率及帶寬，并降低功耗和堆棧容量。的

15、進化版本，旨在進一步提高數據處理速率及帶寬，并降低功耗和堆棧容量。根據半導體行業觀察，相較 HBM3，HBM4 的提升之處體現在：1）HBM4 把內存堆棧接口從 1024 位擴展至 2048 位，對應的 I/O 引腳數量增加兩倍。2048 位內存接口將顯著增加通過內存堆棧布線的硅通孔數量。2）外部芯片接口將凸塊間距縮小到 55nm 以下，同時大幅增加微凸總數。3）DRAM 裸片的堆棧層數有望達 16 層。HBM4 有望在一個 HBM 產品中堆棧 16 層裸片，即 16Hi 堆棧。2、英偉達下一代英偉達下一代 GPU 的的 HBM 顆數增加顆數增加 英偉達下一代英偉達下一代 Rubin 架構架構

16、 GPU 或推高或推高 HBM 顆數。顆數。1）從 Hopper+GPU 到 Blackwell 架構 GPU。根據 TrendForce，英偉達采用 HBM3E 產品，其中 HBM 顆數從 6 顆提升到 8 顆，對應超 30%容量提升，以應對更高 GPU 產品的推理和訓練性能。2）從 Blackwell 架構 GPU 到下一代 Rubin Ultra GPU 產品。根據 TrendForce，除了 HBM 產品從 HBM3E 升級到 HBM4 外，英偉達 Rubin Ultra GPU 產品或將采用 12 顆 HBM4 產品。假設一顆 HBM4 容量 36GB，12 顆 HBM4 將賦予英偉

17、達 Rubin Ultra GPU 產品最高 412GB 容量。能夠認為下一代 GPU 產品的出貨有望拉動對應 HBM 數量和單個產品存儲容量的提升。8/33 2025 年年 1 月月 13 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 3、英偉達、英偉達、AMD 及云服務大廠的及云服務大廠的 AI 芯片出貨拉動芯片出貨拉動 HBM 需求需求 綜上所述 2025-2027 年，能夠認為 HBM 升級換代體現在：1）HBM 堆棧層數增加；2）單個裸片存儲容量擴大。根據國際半導體標準組織（JEDEC）最新發布的 HBM4 規范，HBM4 堆棧層數和每個裸片容量均有改變。HBM4 產品將指定 24GB

18、 和 32GB 兩種，并支持 4 層、8 層、12 層和 16 層 TSV 堆棧。與此同時，英偉達下一代 Rubin 架構或推高單顆 GPU 中使用的 HBM 顆數。能夠認為國際半導體標準組織 JEDEC 的新規范和英偉達未來在產品方面的新舉措共同推動 HBM 需求。英偉達和 AMD 在采購三大原廠 HBM 后，需要通過臺積電 CoWoS 產能進行統一封裝。從 CoWoS 產能推測出 2024-27 年 GPU 產出數量，并以此計算對 HBM 產品的需求量。主要假設包括：1）臺積電 CoWoS2024-26 年 12 月的月產能分別是 36,000、68,000 及 92,000 片晶圓，20

19、24-26 年實際產能是 311,000、604,000 及 972,000 片晶圓。2）2024-26 年臺積電 CoWoS 產能利用率為 100%、97%及 97%。3）2024-26 年，單 GPU 中 HBM 的平均需求數分別是 7.0、7.5 及 7.8 個；HBM 堆棧層數分別是 8.5、9.0 及 9.5；HBM 單顆攜帶存儲容量是 2.6GB、2.8GB 及 3.0GB。4）2024-2026 年，每 GB 容量的價格為 15-16 美元。9/33 2025 年年 1 月月 13 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 三、三、HBM 工藝流程及設備工藝流程及設備 HBM

20、工藝流程包括 DRAM、邏輯芯片加工及互連。HBM 技術涉及頂層 DRAM、中間層 DRAM、底層邏輯芯片的加工，通過將 DRAM 堆疊焊接至邏輯芯片上方的方式完成 HBM 封裝。頂層 DRAM 不涉及 TSV，其厚度可增加，從而控制封裝體的整體翹曲、最終成品厚度。中間層 DRAM 和邏輯芯片的工藝流程基本一致，區別在于，不會在完成 TSV 和布線加工后對邏輯芯片進行解鍵合，而是在堆疊封裝完成后，再進行解鍵合、單顆劃切等流程。TSV 是是 HBM 核心工序，成本占比核心工序，成本占比 30%。根據Cost Breakdown of 2.5D and 3D PackagingSavanSys，對

21、于 4 層 DRAM+1 層邏輯芯片的 HBM，在 99.5%鍵合良率下，TSV、前段工藝、后段工藝、組裝、晶圓凸點、測試等環節的成本占比分別為 30%、20%、20%、15%、3%、1%。其中，1）TSV 制造、TSV 顯露成本占比分別為 18%、12%；2）前段工藝是指晶圓正面 RDL；3）后段工藝包括晶圓背面所有工序；4）組裝包括所有鍵合；5）晶圓凸點包括所有凸點工序；6）測試是指組裝前所有環節的測試（含 TSV）。1、TSV：核心工序，良率要求高：核心工序，良率要求高 TSV 本質是一種垂直互聯方式。本質是一種垂直互聯方式。TSV（硅通孔技術）是通過垂直堆疊芯片、垂直連接各層來實現信號

22、傳輸的最新互連方案。為了實現信號的傳輸，在通孔的中心填充導電性良好的金屬來實現互連。10/33 2025 年年 1 月月 13 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 TSV 相較于傳統互連方式更有優勢。相較于傳統互連方式更有優勢。傳統方式是采取金屬布線和引線鍵合技術相結合的方式實現互連封裝，其信號傳輸距離長，信號損耗大，降低了通道和電路的可靠性。同時，平面層內互連布線復雜，容易導致信號和某些器件之間相互干擾。此外，平面布線也占用了芯片一定的使用面積。相較于傳統方式，TSV 采用垂直互聯方式，其優勢在于進一步提高了芯片的集成度，避免了空間的閑置和浪費，從而提高了芯片的堆疊密度。同時，由于是

23、垂直空間互連，信號的傳輸效率和可靠性大大提高。硅通孔的應用使芯片的集成化、小型化和低功耗成為可能。根據硅通孔三維互連與集成技術介紹的 3D 集成，TSV 工藝包括先通孔（Via-First）、中通孔（Via-Middle）及后通孔（Via-Last）三種類型。其中，先通孔工藝目前主要指 TSV 轉接板的制造，中間通孔工藝是目前 IC 廠主要采用的方案，后通孔工藝指目前產業化最為成熟的方案之一。11/33 2025 年年 1 月月 13 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 TSV 制造的主要工藝流程依次為：制造的主要工藝流程依次為：（1）硅通孔制造深反應離子刻蝕（DRIE）法行成通孔；（

24、2）絕緣層制備使用化學沉積的方法沉積制作絕緣層；（3）阻擋層和種子層制備使用物理氣相沉積的方法沉積制作阻擋層和種子層；（4）電鍍填充選擇一種電鍍方法在盲孔中進行銅填充；（5）拋光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。（1）硅通孔制造）硅通孔制造 采用深反應離子刻蝕法行成通孔：采用深反應離子刻蝕法行成通孔：目前，TSV 的刻蝕方法主要包括深反應離子刻蝕（DRIE）和激光刻蝕。DRIE 也稱“Bosch”刻蝕，由 Bosch 公司首次提出，Bosch 工藝通過交替進行刻蝕和保護步驟來改善TSV 的各向異性，保證 TSV 通孔的垂直

25、度，從而形成硅通孔。具體而言，DRIE 以其出色的制高深寬比孔能力而聞名。它可以實現大于 20:1 的深寬比，這對于制造深而窄的通孔非常重要，另外 DRIE 的各向異性蝕刻工藝使其能夠有效地蝕刻縱向深度，同時保持較小的橫向寬度。國外硅通孔制造市場由美國應國外硅通孔制造市場由美國應用材料、泛林半導體等主導，用材料、泛林半導體等主導，氣體包括液化空氣集團、默克、林德等公司氣體包括液化空氣集團、默克、林德等公司；國內則有中微公司、北方華；國內則有中微公司、北方華創等企業提供等離子刻蝕機。創等企業提供等離子刻蝕機。（2）絕緣層制備）絕緣層制備 使用化學沉積的方法沉積制作絕緣層：使用化學沉積的方法沉積制

26、作絕緣層：TSV 孔內的絕緣層用于將硅襯底與孔內的傳輸通道隔離，有效孔內的絕緣層用于將硅襯底與孔內的傳輸通道隔離，有效降低了信降低了信號從導電金屬泄露至硅襯底所造成的信號畸變和串擾。號從導電金屬泄露至硅襯底所造成的信號畸變和串擾。側壁隔離層的質量成為主要關注點，絕緣層失效可能導致漏電或其他可靠性問題，直接影響硅基器件的良率。介質層沉積的方法主要有高溫熱氧化、物理氣相沉積(PVD)和化學氣相沉積(CVD)，其中 CVD 包括等離子增強化學氣相沉積(PECVD)和亞大氣壓化學氣相沉積(SACVD)。絕緣層制備的絕緣層制備的供應商包括國外的供應商包括國外的 KLA（SPTS）、應用材料）、應用材料以

27、及國內以及國內的拓荊科技等。的拓荊科技等。（3）阻擋層和種子層制備）阻擋層和種子層制備 12/33 2025 年年 1 月月 13 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 使用物理氣相沉積的方法沉積制作阻擋層和種子層：使用物理氣相沉積的方法沉積制作阻擋層和種子層：在 TSV 的制作工藝中，一般采用銅作為 TSV 通孔內部的金屬互連材料。然而銅在互連線中的應用面臨一些挑戰。銅在二氧化硅介質中的擴散速度很快，容易導致絕緣層介電性能的嚴重劣化，甚至導致器件在低溫下性能劣化。因此，在電鍍銅填充 TSV 通孔之前，需要制備阻擋層，阻止銅遷移到硅襯底，從而使銅能夠應用于集成電路中。由于阻擋層上銅的導電

28、性低、成核行為差，且阻擋層材料延展性較差，通常需要在沉積阻擋層后再沉積銅種子層才能進行銅電鍍，幫助導電。通常，鈷、氮化硅鉭、鈦、氮化鈦、氮化硅和氮化鎢被用作阻擋層，鈦被用作種子層。阻擋層和種子層制備阻擋層和種子層制備供應商包括國外的供應商包括國外的 KLA（SPTS）以以及國內的北方華創等。及國內的北方華創等。（4）電鍍填充）電鍍填充 選擇電鍍法在盲孔中進行銅填充：選擇電鍍法在盲孔中進行銅填充：目前，硅通孔中心導體填充的金屬材料主要有銅和鎢。銅由于導電性能優異，能與現行工藝很好地結合，一般采用電鍍填充銅。目前，TSV 電鍍填銅主要采用硫酸銅工藝體系。電鍍液的絕大部分成分為硫酸、銅離子、氯離子、

29、促進劑、抑制劑、整平劑六種。理想的填充工藝為自下而上的沉積工藝，即在鍍銅液中合理配比抑制劑、促進劑等不同添加劑，可達到“在孔內加速，在孔外抑制”的效果，從而得到電阻率低、無空洞、可靠性高的硅通孔結構。硅通孔電鍍銅工藝目前主要有大馬士革電鍍和掩模電鍍兩種。在電鍍填充領域，國外在電鍍填充領域，國外包括包括德國安美特、東京電子、德國安美特、東京電子、Ebara、應用、應用材料、泛林集團等提供的設備以及陶氏化學、樂思化學、上村、安美特、羅門哈斯等提供的電鍍液材料、泛林集團等提供的設備以及陶氏化學、樂思化學、上村、安美特、羅門哈斯等提供的電鍍液；國國內市場內市場包括包括盛美上海等設備供應商和上海新陽、天

30、承科技等電鍍液供應商。盛美上海等設備供應商和上海新陽、天承科技等電鍍液供應商。（5）拋光）拋光 使用化學和機械拋光（使用化學和機械拋光（CMP）法去除多余的銅：）法去除多余的銅：TSV 工藝中引入了 CMP 技術，用于去除硅表面的SiO2 電介質層、阻擋層和種子層。CMP 工藝會將電鍍產生的多余銅從表面去除，需要快速的銅去除速度和高的一致性。其次，為了去除阻擋層，拋光液必須具有速度選擇性并使缺陷最小化。最后，必須對氧化層進行拋光。在 CMP 過程中，當銅表面的氧化物被去除后，拋光液的化學成分會氧化新暴露的金屬表面，然后對其進行機械研磨，直到多余的銅金屬全部消失。國外市場主要由應用材料、國外市場

31、主要由應用材料、Ebara 等等 13/33 2025 年年 1 月月 13 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 公司提供設備，公司提供設備，陶氏、陶氏、FujiFilm、卡博特等則供應拋光墊和拋光液；國內市場則由華海清科、特思迪、卡博特等則供應拋光墊和拋光液；國內市場則由華海清科、特思迪等提供設備，以及鼎龍股份、安集科技等供應拋光墊和拋光液。等提供設備，以及鼎龍股份、安集科技等供應拋光墊和拋光液。2、Bump：HBM 主要采用主要采用 micro bumping 工藝制備微凸點工藝制備微凸點 晶圓微凸點是先進封裝中的關鍵基礎技術之一。晶圓微凸點是先進封裝中的關鍵基礎技術之一。其主要作

32、用是電信號互連及機械支撐，目前絕大部分先進封裝均需要用到晶圓微凸點技術，而凸點的制備則是微凸點技術最為關鍵的環節。HBM 采用電鍍法制備微凸點。采用電鍍法制備微凸點。凸點制備方法有蒸發濺射法、電鍍法、化學鍍法、機械打球法、焊膏印刷法和植球法等。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。凸點制作流程涉及前道工藝，其主要步驟包括：凸點制作流程涉及前道工藝，其主要步驟包括：（1）濺射形成凸點下金屬層（UBM）；（2）由于要確保凸點擁有足夠的高度，因此需選用能在晶圓上厚涂的光刻膠，并利用其形成掩膜；（3）銅電鍍形成凸點，

33、電鍍完成后，光刻膠隨即被去除，并采用金屬刻蝕工藝去除凸點之外的 UBM；（4）通過晶圓級回流焊設備將這些凸點制成球形。這里采用的焊接凸點回流焊工藝可以最大限度減少各凸點的高度差，降低焊接凸點表面的粗糙度，同時去除焊料中自帶的氧化物，進而保障在鍵合過程中增加鍵合強度。14/33 2025 年年 1 月月 13 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 3、減?。簻p?。篢BDB 提高良率及性能提高良率及性能 TBDB 能夠提高產品良率和性能。能夠提高產品良率和性能。超薄晶圓的機械強度低，翹曲度高，為了解決其支撐和傳輸中的高碎片率問題，同時提高產品良率和性能，通常采用臨時鍵合和解鍵合工藝（TBDB

34、）。臨臨時鍵合：時鍵合：常用方式包括干膜、膠水兩大類，主要步驟包括鍵合介質涂覆、前烘固化、晶圓與鍵合載片對準、真空熱壓等。解鍵合：解鍵合：常用方式包括 UV 照射（針對 UV 干膜）、機械剝離（針對熱熔膠）、熱滑移剝離（針對熱熔膠）和激光剝離（針對激光膠），主要步驟包括翹曲矯正、熱解滑移（或其他方式剝離）、晶圓清洗等步驟。氣泡排除、翹曲度控制是鍵合技術要點。氣泡排除、翹曲度控制是鍵合技術要點。不同 TBDB 技術各有優缺點，適用于不同應用場景。臨時鍵合技術要點包括：1）排除鍵合層的中心和邊緣產生氣泡，也是工藝難點，氣泡引起的鍵合層厚度不均勻或鏤空現象，直接導致減薄時該區域因局部失去支撐而碎裂，

35、或因邊緣鍵合層密封不足，使減薄廢料滲入，導致晶圓表面沾污無法去除。2）控制鍵合片的翹曲度，翹曲度過大會嚴重影響減薄中的全局平坦化工藝效果，也會導致解鍵合過程因受力不均產生更大的碎裂風險。15/33 2025 年年 1 月月 13 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 4、堆疊鍵合：堆疊鍵合：主流廠商技術路徑仍有分化主流廠商技術路徑仍有分化 目前堆棧鍵合類型主要包括目前堆棧鍵合類型主要包括 SK 海力士采用的海力士采用的 MR-MUF 技術、三星電子和美光采用的技術、三星電子和美光采用的 TC-NCF（非（非導電薄膜熱壓縮）技術以及未來有希望用于導電薄膜熱壓縮）技術以及未來有希望用于 HB

36、M4 制造的混合鍵合技術。制造的混合鍵合技術。（1）TC-NCF 與與 MR-MUF 技術對比技術對比 TC-NCF（Thermo CompressionNon-Conductive Film，非導電薄膜）：，非導電薄膜）：對 HBM 產品中每層垂直堆疊芯片分別進行加熱和互聯，具體步驟是使用非導電薄膜（NCF）填充 DRAM die 微凸點側的微凸點間空隙，再使用熱壓鍵合連接兩層 die。MR-MUF（Mass reflow molded underfill，批量回流模制底部填充）：，批量回流模制底部填充）：對 HBM 產品中所有的垂直堆疊芯片同時進行加熱和互聯，具體步驟是將多個芯片放置在下層

37、基板上，通過回流焊一次性粘合，并用模塑料填充間隙。根據半導體行業洞察，TC-NCF 相比 MR-MUF 的優勢是在堆棧更高層數的 HBM 上更不容易發生翹曲；而 MR-MUF 基于自身結構比 TC-NCF 的散熱性能更佳：1）MR-MUF 工藝先通過回流焊連接芯片，再用環氧塑封料填充芯片間隙，而 TCNCF 先用 NCF 非導電薄膜填充芯片間隙，再通過熱壓鍵合連接芯片；2）MR-MUF 工藝散熱凸點更多，并且使用優良導熱性能的環氧塑封料填充芯片與芯片的間隙，完成注塑和底填工藝，具備更好的導熱性能。（2）設備端，設備端，TCB 設備供應為關鍵一環設備供應為關鍵一環 TC-NCF 和先進和先進 M

38、R-MUF 均有需求。均有需求。根據半導體行業觀察，HBM 制備環節采用 TC-NCF 工藝時，TCB（熱壓鍵合）設備是工藝環節中的核心鍵合設備，單臺價格為人民幣 300-700 萬元之間，全球核心供應商包括 ASMPT、K&S、Shibaura、Besi 以及 Hanmi 半導體等。分客戶看，SK 海力士的核心 TCB供應商為 Hanmi 半導體、ASMPT、韓國韓華精密機械等。美光的 TCB 供應商包括 Hanmi 半導體及Shinkawa（新川）等。三星電子的 TCB 供應商主要是其子公司 SEMES 及 Hanmi 半導體。分供應商看，Hanmi 半導體是 SK 海力士 TCB 設備的

39、核心供應商，并逐步獲得美光和三星電子的訂單。根據 Hanmi 半導體官網，其在 2024 年 3 月份宣布獲得 SK 海力士 215 億韓元 Dual TCBonder Griffin熱壓鍵合機訂單后隨即同月宣布獲得美光科技價值 226 億韓元的訂單。16/33 2025 年年 1 月月 13 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 除邏輯芯片先進封裝外，除邏輯芯片先進封裝外，HBM 鍵合是鍵合是 TCB 設備的又一大使用場景。設備的又一大使用場景。2025 年來自年來自 HBM 及邏輯芯片及邏輯芯片封裝的封裝的 TCB 設備需求量有望超過設備需求量有望超過 851 臺。臺。根據 Besi

40、 官網，Besi 一臺 TCB 設備名義小時生產件數（UPH）為 1,000 個裸片左右。但這是理論值，在實際裸片堆棧鍵合時，真實 UPH 要遠小于理論 UPH。結合下圖估計的 HBM 生產所需的 TCB 設備的需求?？紤]到設備需要額外時間進行維護和修理，預計單臺 TCB 設備的裸片鍵合能力在每年 420 萬片。結合對 HBM 裸片的供應量預測，能夠認為來自 HBM 鍵合的 TCB 需求量 2025 年有望達到 340 臺。另一方面，TCB 設備需求來自 chip-to-wafer（C2W）和chip-to-substrate 客戶。根據 ASMPT 的 2Q24 業績會，其 TCB 業務在

41、2Q24 期間獲得了來自 C2W 的TCB 設備訂單。三星電子、臺積電及英特爾的先進封裝工藝中存在對 TCB 設備的強烈需求，預計來自這一部分邏輯芯片封裝的 TCB 設備需求量在 2025 年有望超 510 臺。市占率方面，Hanmi 半導體、Besi、ASMPT 和三星電子子公司 SEMES 在 SK 海力士、美光和三星電子HBM 產線中的 TCB 市占率靠前。SK 海力士在 HBM3 和 HBM3E 中占據主導地位。17/33 2025 年年 1 月月 13 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 三大原廠均在優化各自現有工藝。三大原廠均在優化各自現有工藝。根據半導體行業洞察，SK 海

42、力士在面向 12 層 HBM3E 產品時推出了新制程方案 HMR(Heated Mass Reflow)，該工藝注重在稍微加熱后再進入回流焊，以解決 MR 時遇到的芯片翹曲問題。根據韓國電子行業新聞媒體 The Elec 報道，在韓國韓華精密機械通過 SK 海力士質量測試后，SK 海力士就計劃在 2H24 購買 30 多臺 12 層 HBM3E 用的 TCB 設備，這是韓華精密機械首次向 SK 海力士供應 TCB 設備，可能打破 Hanmi 半導體的獨供市場地位。Fluxless（無焊劑無焊劑）TCB 設備有望替代傳統設備有望替代傳統 TCB 設備。設備。根據 ASMPT 的 2Q24 業績會

43、，針對邏輯芯片封裝客戶，公司正在和一家全球性晶圓廠合作開發 Fluxless TCB 設備。針對 HBM 端，公司在 2024 年7 月為其下一代無焊劑 TCB 贏得了兩臺設備訂單。（3）HBM4 和和 HBM5 時代，混合鍵合技術有望加速推廣時代，混合鍵合技術有望加速推廣 2026-28 年，能夠認為混合鍵合有望提高在 HBM 裸片鍵合工藝中滲透率。1）協會規范層面，JEDEC更新 HBM4 標準后，采用現有 TCB 方案完成 16 層 HBM 堆棧是可行的。但針對高達 20 層 HBM4E 或者 HBM5 產品，使用混合鍵合技術或是大勢所趨。2）技術方面，混合鍵合技術較 TCB 存在優勢。

44、根據Besi 官網，一方面，其混合鍵合設備較 TCB 設備具備更高的鍵合精度，從 TCB 設備的 10-50m 提高到100-200nm，精度提高至 50-100 倍。另一方面，根據 Besi 官網，熱壓鍵合無法從根本上解決 HBM 結構的散熱問題?；旌湘I合方案相對熱壓鍵合可以更好解決 HBM 結構的散熱問題，較熱壓鍵合方案的散熱效率提高 20%?；谝陨蠋c，在成本可控前提下，混合鍵合或有望逐步替代熱壓鍵合方案。18/33 2025 年年 1 月月 13 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 伴隨混合鍵合滲透率提升，相關新設備需求有望釋放。伴隨混合鍵合滲透率提升，相關新設備需求有望釋放

45、。在 HBM3 和 HBM3E 的制備流程中，三星電子和美光采用 TC-NCF 技術，設備包括：TCB 設備、晶圓貼膜機和劃片機等。SK 海力士采用的先進 MR-MUF 設備同樣包括 TCB 設備，另外也需要真空回流焊鍵合機及塑封設備等。根據半導體行業觀察和Besi 官網，與 TCB 工藝不同，混合鍵合工藝分為三步：1）CMP 拋光，保證晶圓和裸片表面十分光滑；2）鍵合過程中需要基于準確位置做介電鍵成鍵；3）Cu-Cu 鍵合，保證芯片鍵合后電性能穩定。相應的混合鍵合設備轉變為：CVD、刻蝕機、混合鍵合機、CMP 設備、銅電鍍設備、銅互聯設備 PVD 等。2025-26 年逐步采用混合鍵合后，設

46、備需求有望發生轉變：年逐步采用混合鍵合后，設備需求有望發生轉變：混合鍵合機會替換 TCB 和真空回流焊機，帶來單位設備價值量增加。根據 Besi 官網，其8800UltraAccurateC2W 混合鍵合設備可以確保 200 納米以下的鍵合精度，遠超其 8800FC 型號。價格方面，當前 Besi 單臺 TCB 設備價格在 100-120 萬美元，而混合鍵合設備單價在 250 萬美元以上。一些設備不再需要，比如晶圓貼膜機、晶圓劃片機、點膠機以及芯片塑封設備。相應新增設備需求包括 CVD、刻蝕機、CMP 設備、銅電鍍設備、銅互聯設備 PVD。TC-NCF、先進 MR-MUF 及混合鍵合下均需要的

47、設備，例如愛德萬和泰瑞達的芯片測試機?；旌湘I合時代，頭部鍵合設備公司有望直接受益?；旌湘I合時代，頭部鍵合設備公司有望直接受益。根據 Yole 數據，2020 年全球混合鍵合機市場價值達到 3.2 億美元，其中 CoW 鍵合機為 0.6 億美元，WoW 鍵合機為 2.6 億美元，至 2027 年 CoW 和 WoW市場空間有望分別達到 2.3 億和 5.1 億美元，2020-27 年行業 CAGR 有望分別達到 69%和 16%。面向 7nm 及以下先進制程鍵合設備，荷蘭 Besi 是主要供應商之一。目前 Besi 公司推出了 8800 Ultra Accurate C2W 混合鍵合機，較傳統熱

48、壓鍵合機的鍵合精度明顯提高。另外 ASMPT 也在 2Q24 獲得兩臺混合鍵合設備訂單。19/33 2025 年年 1 月月 13 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 ASMPT、Hanmi 半導體、韓國韓華精密機械、半導體、韓國韓華精密機械、Besi、K&S 及及 Shibaura 為主要的混合鍵合設備供為主要的混合鍵合設備供應商。應商。單臺混合鍵合機裸片鍵合速度或在每年 540 萬片。根據 Besi 官網，其典型混合鍵合機型號（8800 Ultra Accurate C2W）理論 UPH 在 1,500 片左右；而在實際產線中，考慮到和其他設備工作的匹配及額外維護時間，估算 Bes

49、i 8800 Ultra Accurate C2W 混合鍵合機的實際 UPH 在 900 片左右?？紤]到設備需要定期維護以及工藝參數調試，估算單臺混合鍵合機的年均裸片鍵合能力在 540 萬片左右。結合 HBM 裸片數量及混合鍵合工藝滲透率情況，預計 2027 年用于 HBM 制備的混合鍵合設備需求量達到 90 臺，另外用于邏輯芯片封裝的混合鍵合設備需求量約為 490 臺，兩方面加總的需求量約為 580臺。根據 TrendForce，ASMPT、Hanmi 半導體、Besi、韓國三星電子子公司 SEMES、K&S 及 Shibaura 為主要供應商。ASMPT 在其 2Q24 業績會上宣布獲得混

50、合鍵合設備訂單，為客戶測試使用。Besi 不斷迭代其混合鍵合工藝，推出的 8800 Ultra Accurate C2W 混合鍵合機鍵合精度達到 200nm，而下一代設備精度有望提升至 100nm。此外，三星電子子公司 SEMES 也正在積極開發混合鍵合設備。20/33 2025 年年 1 月月 13 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 5、測試：測試：HBM 測試存在諸多挑戰測試存在諸多挑戰 常規常規 DRAM 芯片測試包括晶芯片測試包括晶圓級測試、封裝級測試，圓級測試、封裝級測試，HBM 測試則包括晶圓級測試、測試則包括晶圓級測試、KGSD 測試。測試。晶圓級測試：晶圓級測試：除了

51、 DRAM 測試，增加了邏輯芯片測試。KGSD 測試：測試：主要采用 ATE 測試機臺、晶圓探針臺和專門制作的測試探針卡，通過 DA 端口進行基礎邏輯芯片測試、DRAM 核心芯片測試，HBM KGSD 的動態老化應力測試、大量內部 TSV 結構的可靠性測試、高速信號測試、數量超過 1000 的 PHYI/O 測試等是芯片測試和質量保證的難點。TSV 缺陷檢測較為復雜。缺陷檢測較為復雜。以 TSV 工序為例，TSV 刻蝕及填充質量對三維集成整體性能影響顯著，微小尺寸、層疊結構及晶圓減薄等特征使得 TSV 缺陷檢測較為復雜。TSV 缺陷檢測方法通常包括電學檢測方法、光學檢測方法、聲學檢測方法和 X

52、 射線檢測方法，不同方法各有優劣：電學檢測：電學檢測：能夠同時實現三維集成功能完整性和性能優劣性的測試，但探針尺度大、數量少，且探針與晶圓之間接觸應力大，易損傷甚至直接損毀晶圓。光學檢測：光學檢測：紅外光線具有硅穿透性，可用于 TSV 形貌測量，但不能用于金屬內部缺陷檢測，實際應用受限。聲學檢測：聲學檢測：傳統超聲波測量方法分辨率不足，高頻聲波能量衰減速率快、傳播距離短，實際應用受限。X 射線檢測：射線檢測：能夠提供很高的分辨率，對各種材料和結構內部缺陷適用性強，但分辨率和樣品尺度之間存在矛盾，三維重建效率較低。21/33 2025 年年 1 月月 13 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究

53、報告 四四、市場市場供給供給分析分析 AI 芯片的驅動下，2023-2024 年間，HBM 在 DRAM 行業中的占比一直在上升。根據 TrendForce，截至 2024 年底，全球生產 HBM TSV 產能約 250K/m，占總 DRAM 產能約 14%。預計 HBM 在 DRAM產業的占比有望從 2023 年 8.4%提升到 2024 年底的 20.1%。1、HBM 市場主要被海外壟斷，海力士份額最高市場主要被海外壟斷，海力士份額最高 HBM 市場由海力士、三星、美光壟斷，其中海力士份額市場由海力士、三星、美光壟斷，其中海力士份額最高。最高。根據 TrendForce，2022 年，SK

54、 海力士占據 HBM 內存市場 50%的份額，三星占 40%，美光占 10%。2023 和 2024 年間，三星和 SK 海力士繼續主導市場，兩家公司的份額幾乎相同，合計約為 95%，美光的市場份額預計將在 4%至 7%之間 22/33 2025 年年 1 月月 13 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 徘徊。目前看，未來還是以三大家為主，因三星和美光的全力追趕，海力士的份額有所回落但依舊保持領先地位。三大廠商采取積極擴產戰略，三大廠商采取積極擴產戰略，其中根據半導體行業觀察，SK 海力士計劃 2028 年前投資 103 萬億韓元，其中約 82 萬億韓元用于 HBM 投資。美光也在 3

55、QFY24 業績會上宣布 2025 年自然年其 HBM 市占率將與它的 DRAM 市占率相當，達到約 20-25%。三星電子也在積極擴產。2、HBM3 及及 HBM3E，海力士客戶驗證及出貨領先于美光和三星電子，海力士客戶驗證及出貨領先于美光和三星電子 2024 年市場焦點正從年市場焦點正從 HBM3 向向 HBM3E 切換。切換。雖然主流 GPU 芯片 H100 和 H200 等配套 HBM3，但 HBM3E 在 2024 年下半年逐步放量，并有望成為三大原廠逐鹿市占率的重要戰場。在 HBM3 方面，根據半導體行業觀察，SK 海力士最早于 3Q22 便已通過英偉達測試，目前英偉達H100 搭

56、配的 HBM3 產品來自 SK 海力士。三星電子憑借與 AMD 的長期合作關系，其 HBM3 產品也通過了 AMD MI300 系列產品驗證，包括 8 層和 12 層 HBM 產品，在 1Q24 之后放量。根據半導體行業觀察，由于美光始終沒有加入 HBM3 供應系列，2024 年 HBM3 產品的主要參與者為 SK 海力士和三星電子。在 HBM3E 方面，根據 TrendForce，SK 海力士 24GB 產品于 1Q24 率先通過客戶驗證，美光在 1Q24底向客戶遞交 HBM3E 量產產品，并在 2Q24 向英偉達 H200 供應 HBM3E。23/33 2025 年年 1 月月 13 日日

57、 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 三家廠商把擴充三家廠商把擴充 HBM 產能作為提升市占率和利潤率的重要抓手：產能作為提升市占率和利潤率的重要抓手：美光在 4QFY24 業績會上表明 HBM 出貨量快速爬升。HBM3E 產品收入在 3QFY24 超 1 億美元，同時拉動公司利潤率水平。根據美光產能規劃和客戶驗證導入情況，預計 HBM 在 2025 財年為美光貢獻超10 億美元收入。根據“Memcon 2024”全球半導體企業大會信息，三星電子 HBM 業務的目標包括：1）短期內，三星電子在“Memcon 2024”全球半導體企業大會上表示，2024 年 HBM 產量比 2022 年增加

58、2.9 倍；2）長期內，三星電子預計 2026 年 HBM 出貨量是 2023 年的 13.8 倍，2028 年產量增加到 2023 年的 23.1 倍。SK 海力士計劃對 HBM 重點投入。1）短期目標：根據 SK 海力士 2Q24 業績會，公司計劃在 2024 年增加資本支出，并將資本開支重心放在 HBM 等存儲上，預計 2024 年 HBM 產能比 2023 年增加一倍以上。2）長期目標：根據路透社信息，SK 集團 6 月 30 日宣布旗下 SK 海力士將投資 103 萬億韓元（約合 747億美元），加強人工智能存儲芯片業務。其中約 80%（即 82 萬億韓元）投資用于 HBM 芯片，以

59、推動AI 芯片發展。出貨量方面，SK 海力士預計到 2030 年其 HBM 出貨量將達到 1 億顆。3、HBM3E 方面，方面，SK 海力士能實現更高熱穩定性和良率海力士能實現更高熱穩定性和良率 針對 HBM3E，SK 海力士采用先進 MR-MUF 封裝工藝，不同于三星電子和美光采用的 TC-NCF 技術。根據 SK 海力士官網，相比 TC-NCF 工藝，SK 海力士采用的 MR-MUF 工藝在試驗狀態下的導熱率比TC-NCF 高約兩倍，可在 HBM 高速運轉時滿足散熱性能要求。根據半導體行業觀察，美光在 2024 年 3 24/33 2025 年年 1 月月 13 日日 行業行業|深度深度|

60、研究報告研究報告 月的良率短暫提升到 70%，但 2Q24 大規模量產后良率出現下降。能夠認為美光面臨的挑戰主要是內部預估和實際生產能力不匹配，而其生產能力受限于：1）量產階段遇到材料配方和工藝問題；2）美光來回改用不同供應商設備導致產線的設備精準度出現問題。三星電子當前在 TC-NCF 生產 HBM3E 方面遇到散熱和功耗問題，向下游客戶批量供貨的時間一直在延遲。此外，2024 年 7 月三星電子爆發的工會罷工在一定程度上影響了它 HBM3E 產品的出貨進度。4、三星電子和美光希望借三星電子和美光希望借 HBM4 彎道超車彎道超車 由于三星電子由于三星電子 TC-NCF 工藝在工藝在 HBM

61、3E 良率的爬坡速度不及預期，三星電子或將更多資源投入下一代良率的爬坡速度不及預期，三星電子或將更多資源投入下一代HBM4 量產。量產。針對 HBM4，三星電子同時研發 TC-NCF 和混合鍵合技術。美光也在加快技術追趕，舉措包括：美光也在加快技術追趕，舉措包括：1）根據美光中國官方微信公眾號，美光儲備下一代 HBM 內存HBM next 技術，并預計 HBM Next 將提供 36GB 和 64GB 容量，包括 12-Hi 24 Gb 堆棧(36GB)或 16-Hi32Gb 堆棧(64GB)。每個堆棧帶寬為 1.5TB/s2+TB/s，數據傳輸速率超過 11.5GT/s/pin；2）美光或通

62、過 HBM-GPU 組合芯片形式獲得更快內存訪問速度，摒棄將 HBM 和邏輯芯片整合的做法。SK 海力士海力士 HBM4 優勢來自成熟工藝和臺積電支持。優勢來自成熟工藝和臺積電支持。不同于三星電子，SK 海力士繼續采用 MR-MUF技術實現 HBM16 層堆棧。與三星電子 IDM 業務模式不同，SK 海力士不參與晶圓代工業務，因而與臺積電的合作更加緊密。根據 SK 海力士官網，其在 2024 年 4 月宣布與臺積電合作 HBM4 產品，預計于2026 年投產，具體包括：1）雙方針對 HBM 最底層的基礎裸片（Base Die）進行性能改善，為多顆DRAM 堆棧提供控制；2）雙方將協力優化 SK

63、 海力士的 HBM 產品和臺積電的 CoWoS 技術融合，共同應對 HBM 相關客戶要求。根據 SK 海力士，其 HBM4 比第五代 HBM3E 速度提升 40%，而耗電量僅為 25/33 2025 年年 1 月月 13 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 第五代 HBM3E 的 70%。SK 海力士在先進 MR-MUF 技術上經驗豐富，相比行業其他廠商，在 DRAM熱隆起控制、間隙高度控制以及熱增強材料在全球具備競爭力。當前標準對當前標準對 SK 海力士維護近期市場地位更有利。海力士維護近期市場地位更有利。最新 HBM 標準或有助于海力士沿用 MR-MUF 技術。國際半導體標準組織（

64、JEDEC）在 2024 年 7 月發布了 HBM4 最新標準，同意將 HBM4 產品標準定為775 微米，比上一代 720 微米更厚。最新標準為 SK 海力士使用現有 MR-MUF 技術實現 16 層 DRAM堆棧奠定了標準基礎。SK 海力士在 HBM4 上或仍將采用先進 MR-MUF 工藝進行制備。鑒于 SK 海力士具備豐富的 MR-MUF 改良和制備經驗，其或在新一輪 HBM 競賽中保持領先地位。從設備端來看，三星電子提出混合鍵合技術所需設備與其現有產能設備差異較大。同時混合鍵合所需要的設備價格明顯高于目前的 TCB 設備，存儲廠商在設備配置上或存在一定資金壓力。綜合考慮技術積綜合考慮技

65、術積累、標準修改和設備投入等因素，累、標準修改和設備投入等因素，SK 海力士將是三家原廠中最早量產海力士將是三家原廠中最早量產 12 層層 HBM4 的廠商。的廠商。5、2025-26 年或聚焦年或聚焦 HBM4 市場份額爭奪市場份額爭奪 三大原廠的實際 HBM 產能或與其規劃出現一定差異，主要假設如下：1)根據半導體行業觀察，三星電子因為良率和材料問題，其 HBM3E 產品的客戶驗證進度慢于市場預期。能夠認為三星電子 HBM3E 產品或最早于 4Q24 實現大規模量產。三星電子計劃于 2025 年更新其HBM4 技術，并于 2026 年實現量產。2)預計美光的新一代 HBM3E 在 4Q24

66、-1H25 逐漸放量。HBM4 方面，美光在研發和資本支出方面進行了重點投入。預計其產品實際出貨時間或在 2025 年下半年或 2026 年。3)根據半導體行業觀察，SK 海力士采用先進 MR-MUF 技術研發 HBM3E 產品，并通過了客戶驗證。在HBM3E 市場上，SK 海力士 2H24 持續占領高端 HBM 市場。HBM4 方面，SK 海力士或繼續采用 MR-MUF 技術研發產品，并有望在 2025-26 年率先出貨。但同時，美光和三星電子在 HBM4 產品上也具備強大的研發能力和產品出貨能力，或與 SK 海力士爭奪 HBM4 市場份額。26/33 2025 年年 1 月月 13 日日

67、行業行業|深度深度|研究報告研究報告 4)產能利用率方面，預計三家原廠或有望平衡新增建設產能和現有產能的產能利用率爬坡之間的關系。2024-26 年，預計 SK 海力士、美光和三星電子的傳統 DRAM 產能利用率在 85-90%區間，HBM 產線稼動率維持在 90%以上。預計預計 2024-26 年三大年三大 HBM 廠商的出貨量合計分別是廠商的出貨量合計分別是 10.1 億億/20.1 億億/34.1 億億 GB，主要假設是：，主要假設是：1)HBM3E 方面，SK 海力士良率高于美光和三星電子。SK 海力士良率在 2024 年 5 月已接近 80%，美光 HBM3E 良率低于 SK 海力士

68、。根據半導體行業觀察，三星電子目前仍受限于材料和設備問題，其HBM3E 產品在 2024 年 7 月底前仍未通過英偉達測試。2025-26 年，隨著美光和三星電子逐步改良設備和材料，預計兩家公司將逐步提升 HBM3E 良率水平，從而拉動整體 HBM 產品組合的良率提升。2)HBM 堆棧層數方面，預計 HBM 層數有望從 2023 年的 8 層增長到 2027 年的 10 層。27/33 2025 年年 1 月月 13 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 五五、HBM 的的國產化國產化 1、HBM 是國內是國內 AI 發展的勝負手，目前國產化率基本為發展的勝負手，目前國產化率基本為 0

69、HBM 目前國產化自供率基本為目前國產化自供率基本為 0，是國內，是國內 AI 發展的勝負手。發展的勝負手。隨著 AI 的發展，GPU/TPU 與 HBM 的重要性日益凸顯，雖然美國禁止英偉達和 AMD 向中國出售高端 GPU，我國仍有一批優秀的企業正積極研發突破，并已可順利量產出具有一定競爭力的 GPU/TPU 產品；但在 HBM 領域，目前國內受制于DRAM 和先進封裝量產工藝，仍處于積極研發狀態，尚無大規模量產產品，HBM 生產目前仍由海外三生產目前仍由海外三大家壟斷，一旦產品無法購買，勢必將影響到我國大家壟斷，一旦產品無法購買，勢必將影響到我國 AI 服務器的搭建乃至整個服務器的搭建乃

70、至整個 AI 的發展。的發展。2、HBM 國產化需要國產化需要 DRAM 生產和先進封裝的產業化能力生產和先進封裝的產業化能力 HBM 生產需同時具備生產需同時具備 DRAM 生產和先進封裝工藝的產業化能力。生產和先進封裝工藝的產業化能力。目前國內部分企業雖有一定的DRAM 和先進封裝技術基礎，但掌握的 DRAM 工藝制程明顯落后于國際水平，且在 DRAM 上應用TSV、micro-bumping 和堆疊鍵合等先進封裝工藝的經驗仍有較大差距。未來隨著國內廠商在生產過程中不斷積累經驗和完善工藝，有望實現 HBM 的量產突破。28/33 2025 年年 1 月月 13 日日 行業行業|深度深度|研

71、究報告研究報告 3、國內具備國內具備 DRAM 生產制造能力，但工藝制程差距仍大生產制造能力，但工藝制程差距仍大 從 DRAM 三巨頭工藝尺寸的發展歷程來看，三星、SK 海力士、美光在 2016-2017 年進入 1X 階段，2018-2019 年為 1Y 階段，2020 年處于 1Z 時代。后續，行業廠商朝著 1、1、1 等技術階段繼續邁進，當前全球量產最高制程節點水平處于 1 階段。不同代際的 HBM 產品采用不同工藝制程技術，目前我國長鑫雖具備 DRAM 生產工藝，但和市場主流代際差相差 2 代左右，僅具備制造 HBM2 的工藝節點水平。4、國內具備先進封裝工藝潛力，但仍需積累經驗國內具

72、備先進封裝工藝潛力，但仍需積累經驗 國內具備國內具備 TSV、bumping 和堆疊等和堆疊等 HBM 中使用到的先進封裝工藝，但仍需積累生產經驗以實現商中使用到的先進封裝工藝，但仍需積累生產經驗以實現商業化量產。業化量產。以國內武漢新芯的晶圓級三維集成技術為例，主要工作原理是在垂直方向上將載片或功能晶圓堆疊，或將芯片與晶圓進行堆疊，并在各層之間通過 TSV（硅通孔）、混合鍵合等工藝技術實現直接的電氣互連。武漢新芯的三維集成工藝涉及了 HBM 生產的核心三大工藝（即 TSV、bumping 和堆疊鍵合技術），但目前國內沒有 HBM 的量產經驗，在實際生產過程中，能否熟練應用晶圓級先進封裝工藝決

73、定了 HBM 的良率，國內產業化落地仍需積累大量的生產經驗。5、HBM 國產化路徑猜想國產化路徑猜想 29/33 2025 年年 1 月月 13 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 基于 HBM 在 AI 發展中的重要性和國內目前的稀缺性，國內掌握 DRAM 生產工藝和先進封裝工藝的各家廠商或通過自研，或通過合作的方式，正積極研發 HBM 產品，未來 HBM 國產化路徑有以下猜想（1）IDM（垂直整合制造）模式：從晶圓制造到 HBM 先進封裝工藝全部自主完成。（2）代工廠與封測廠合作模式：由代工廠負責生產 DRAM 晶圓，封測廠負責合作完成 TSV、micro bumping 和堆疊鍵

74、合等 HBM 先進封裝工藝部分，二者的合作或采取深度綁定一對一形式，或采用一對多形式進行合作。六六、相關公司、相關公司 1、賽騰股份：晶圓檢測設備提供商賽騰股份：晶圓檢測設備提供商 公司是自動化設備和整體解決方案提供商。公司是自動化設備和整體解決方案提供商。公司主要從事自動化生產設備的研發、設計、生產、銷售及技術服務，為客戶提供自動化解決方案。公司的自動化設備主要包括非標準化自動化設備和標準化自動化設備兩大類，消費電子及新能源汽車行業主要是非標準化自動化設備，依據客戶需求提供生產制程中所涉及組裝及檢測的非標準化自動化設備；在半導體、光伏行業主要是行業標準設備，具體產品如固晶設備、分選設備，晶圓

75、包裝機、晶圓缺陷檢測機、倒角粗糙度量測、晶圓字符檢測機、晶圓激光打標機、晶圓激光開槽機、光伏組件自動化單機及整線等。公司收購公司收購 OPTIMA 之后切入半導體檢測領域。之后切入半導體檢測領域。晶圓檢測是所有半導體檢測賽道中壁壘最高的環節之一。自 2019 年收購日本 OPTIMA 以來，公司高效完成技術整合，持續拓寬在高端半導體領域的設備產品線和在 HBM 等新興領域的應用，并著力提升單臺設備價值量。通過“全球技術+中國市場”戰略，公司晶圓檢測及量測設備正在快速打開國內市場空間，將經過業內頭部客戶驗證的先進技術加速導入國內半導體廠商，助力國產晶圓檢測設備占有率不斷提升。目前，公司已成為 S

76、umco、三星、協鑫、奕斯偉、中環半導體等境內外知名晶圓廠商晶圓檢測量測設備供應商。30/33 2025 年年 1 月月 13 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 2、精智達：存儲芯片測試設備提供商精智達：存儲芯片測試設備提供商 精智達是國內領先的檢測設備與系統解決方案提供商，主營業務涉及新型顯示器件檢測設備業務和半導體存儲器測試設備業務。在半導體存儲器測試設備方面，公司主要聚焦于半導體存儲器、影像傳感器和顯示驅動器 SoC 的后道測試，是目前國內少數的半導體存儲器測試設備業務全覆蓋的廠商之一。當前公司探針卡產品、老化修復設備等均已通過國內主要存儲器件廠商驗證并取得批量銷售業績；晶圓測

77、試機與 FT 測試機研發持續推進，其中晶圓測試機樣機驗證工作接近完成，應用于 FT 測試機的9Gbps 高速接口 ASIC 芯片已經實現工程流片，同時公司配合相關客戶開發針對如 HBM 測試需求的測試技術和設備。3、芯源微：臨時鍵合和解鍵合設備提供商芯源微：臨時鍵合和解鍵合設備提供商 公司產品主要包括光刻工序涂膠顯影設備、單片式濕法設備。公司產品主要包括光刻工序涂膠顯影設備、單片式濕法設備。公司成立于 2002 年，主要從事半導體專用設備的研發、生產和銷售，產品主要包括光刻工序涂膠顯影設備、單片式濕法設備。經過 20 余年的技術發展，公司在鞏固傳統優勢領域的基礎上不斷豐富產品布局，目前已形成了

78、前道涂膠顯影設備、前道清洗設備、后道先進封裝設備、化合物等小尺寸設備四大業務板塊，產品已完整覆蓋前道晶圓加工、后道先進封裝、化合物半導體等多個領域。31/33 2025 年年 1 月月 13 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 24H1 公司新簽訂單 12.19 億元，同比增長約 30%；其中后道先進封裝及小尺寸新簽訂單同比較大幅度增長，應用于 Chiplet 領域的新產品臨時鍵合&解鍵合等新簽訂單同比增長超過十倍。4、華海清科：華海清科：“裝備裝備+服務服務”平臺化戰略布局，先進封裝增量可期平臺化戰略布局，先進封裝增量可期 公司主打產品公司主打產品 CMP 裝備和減薄裝備均是芯片堆疊

79、技術和先進封裝技術的關鍵核心裝備。裝備和減薄裝備均是芯片堆疊技術和先進封裝技術的關鍵核心裝備。公司是一家擁有核心自主知識產權的高端半導體裝備供應商，自成立以來始終堅持自主創新的發展路線，在納米級拋光、納米精度膜厚在線檢測、納米顆粒超潔凈清洗、大數據分析及智能化控制等關鍵技術層面取得了有效突破和系統布局，開發出了 CMP 裝備、減薄裝備、劃切裝備、濕法裝備、晶圓再生、關鍵耗材與維保服務等，初步實現了“裝備+服務”的平臺化戰略布局。公司主要產品及服務已廣泛應用于集成電路、先進封裝、大硅片、第三代半導體、MEMS、MicroLED 等制造工藝。5、拓荊科技：拓荊科技：PECVD、ALD 和混合鍵合設

80、備提供商和混合鍵合設備提供商 公司主要從事高端半導體專用設備的研發、生產、銷售與技術服務。公司主要從事高端半導體專用設備的研發、生產、銷售與技術服務。自成立以來，公司始終堅持自主研發，目前已形成 PECVD、ALD、SACVD、HDPCVD、超高深寬比溝槽填充 CVD 等薄膜設備產品系列，該產品系列已廣泛應用于國內集成電路邏輯芯片、存儲芯片等制造產線。此外，公司推出了應用于晶圓級三維集成領域的混合鍵合設備產品系列，已實現產業化應用。公司業務涉及公司業務涉及 PECVD、ALD 和混合鍵合設備。和混合鍵合設備。公司 PECVD、ALD、SACVD、HDPCVD、超高深寬比溝槽填充 CVD 等薄膜

81、設備產品系列及混合鍵合設備產品系列均已在客戶端實現產業化應用，量產規模逐步擴大，其設備性能和產能均達到國際領先水平。32/33 2025 年年 1 月月 13 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 6、盛美上海：前道和后道設備提供商盛美上海：前道和后道設備提供商 公司業務涉及前道設備和后道設備。公司業務涉及前道設備和后道設備。公司是全球集成電路行業設備和工藝解決方案的提供商，堅持差異化國際競爭和原始創新的發展戰略，具有國際領先的前道半導體工藝設備，包括清洗設備（包括單片、槽式、單片槽式組合、超臨界 CO2 干燥清洗、邊緣和背面刷洗）、半導體電鍍設備、立式爐管系列設備（包括氧化、擴散、真空

82、回火、LPCVD、ALD）、前道涂膠顯影 Track 設備、等離子體增強化學氣相沉積 PECVD 設備、無應力拋光設備；后道先進封裝工藝設備以及硅材料襯底制造工藝設備等。7、香農芯創：香農芯創：SK 海力士存儲分銷商，進軍企業級存儲打造新曲線海力士存儲分銷商，進軍企業級存儲打造新曲線 香農芯創主要從事電子元器件產品分銷業務，公司當前已取得 SK 海力士、MTK 的代理權。憑借原廠線代理權優勢，公司已具備數據存儲器、主控芯片、模組等電子元器件產品提供能力，產品廣泛應用于云計算存儲、手機、電視等領域，客戶主要系阿里巴巴、中霸集團、華勤通訊等互聯網云服務商和國內大型 ODM 企業。2023 年 5

83、月香農芯創設立海普存儲，主要聚焦于企業級存儲模組的研發、設計與生產。借力于公司與原廠及核心客戶的良好關系，海普存儲在資源獲取、產品研發、銷售拓展等方面競爭優勢明顯，2023年海普存儲已實現銷售，未來將成為公司重要的新增長曲線。33/33 2025 年年 1 月月 13 日日行業行業|深度深度|研究報告研究報告 七、供需總結七、供需總結 2024-27 年年 HBM 行業仍處供不應求，高端行業仍處供不應求，高端 HBM 產品價格有望得到支撐產品價格有望得到支撐需求層面，大廠資本支出指引和英偉達及需求層面，大廠資本支出指引和英偉達及 AMD 的的 GPU 出貨量增長展望尚未發生明顯下調。出貨量增長

84、展望尚未發生明顯下調。在2Q/3Q24 業績會，北美四大云廠商在 3Q24 業績會后仍維持對 AI 及服務器投資的正面看法。在 2024年的基礎上，2025-26 年來自于四大云廠商的資本支出規模較 2024 年仍同比提升。根據前文，順應下游 AI 芯片出貨需求，預計臺積電 CoWoS 產能在 2024 年 12 月和 2025 年 12 月分別達到36,000/68,000 片（12 寸晶圓）。結合 DRAM 裸片良率和 HBM 堆棧的良率水平，預計 AI 芯片直接對應的 HBM 需求量在 2025/26 年分別為 23.6 億/39.7 億 GB。供給層面，供給層面，SK 海力士、美光科技

85、和三星電子到海力士、美光科技和三星電子到 2025 年底實際年底實際 HBM 出貨量有望達出貨量有望達 20.1 億億 GB。結合需求供給情況，預計 2024-25 年行業仍供不應求。展望 2026-27 年，下一代 GPU 及 HBM4 產品推出進一步拉高了 HBM 需求。疊加行業供給情況，能夠認為 2026-27 年，高端 HBM 產品的供給仍供不應求。八、參考研報八、參考研報 1.平安證券-AI 行業系列深度報告（二）：HBM，高帶寬特性釋放 AI 硬件性能，AI 高景氣持續驅動需求高增2.華源證券-機械設備行業 HBM 產業鏈專題報告匯報：國內 AI 發展勝負手，國產化迫在眉睫3.華興證券-半導體行業 HBM 市場更新：HBM 高端產品供不應求時間或長于預期4.國海證券-HBM 行業深度報告（一）：工藝篇，設備新機遇5.天風證券-專用設備行業：HBM，堆疊互聯，方興未艾6.華福證券-電子行業 HBM 專題研究二：逐鹿頂尖工藝，HBM4 的三國時代免責聲明：以上內容僅供學習交流，不構成投資建議。