AI行業(yè)市場(chǎng)前景及投資研究報(bào)告:HBM高帶寬特性,AI硬件性能高景氣驅(qū)動(dòng)需求高增_第1頁(yè)
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證券研究報(bào)告AI系列深度報(bào)告(二)HBM:高帶寬特性釋放AI硬件性能,AI高景氣持續(xù)驅(qū)動(dòng)需求高增2024年7月12日投資要點(diǎn)

高帶寬特性釋放AI硬件性能,HBM成為AI時(shí)代首選內(nèi)存技術(shù)。當(dāng)前諸如GPT-3等AI大模型所要求的算力日益提升,伴隨著的是參數(shù)數(shù)量呈現(xiàn)指數(shù)級(jí)增長(zhǎng),傳統(tǒng)的內(nèi)存帶寬及傳輸速率限制了AI硬件以及系統(tǒng)的最大性能,相較于傳統(tǒng)DDR內(nèi)存,HB

M具有高帶寬、低功耗、低延時(shí)等優(yōu)勢(shì),已成為當(dāng)前高性能計(jì)算、人工智能等領(lǐng)域的首選內(nèi)存技術(shù)。當(dāng)前HB

M產(chǎn)品已經(jīng)發(fā)展至第五代HBM3e,內(nèi)存帶寬相較上一代提升47%至1.2TB/s,堆疊層數(shù)最高可達(dá)12層,對(duì)應(yīng)最高容量達(dá)36GB,當(dāng)前三大原廠均已入局并在24H1陸續(xù)出貨,考慮到HBM需求的火爆程度,SK海力士還計(jì)劃提前一年在2025年發(fā)布HBM4。三大原廠持續(xù)擴(kuò)充HBM產(chǎn)能,SK海力士位居全球市場(chǎng)份額首位。當(dāng)前AI高景氣不斷驅(qū)動(dòng)HBM需求高增,持續(xù)推動(dòng)HB

M位元出貨量和產(chǎn)值同步增長(zhǎng),根據(jù)Yole預(yù)測(cè)數(shù)據(jù),預(yù)計(jì)2025年全球HBM位元出貨量和行業(yè)產(chǎn)值將分別達(dá)到17億GB和199億美元。競(jìng)爭(zhēng)格局方面,根據(jù)TrendForce數(shù)據(jù),以位元出貨量作為統(tǒng)計(jì)口徑,2023年全球HBM市場(chǎng)中,SK海力士和三星的市場(chǎng)份額各占47.5%左右,而美光份額約為5%。隨著HBM3e的率先推出及放量,預(yù)計(jì)2024年SK海力士的市場(chǎng)份額將增加至52.5%,而三星的市場(chǎng)份額將下降至42.4%。為了滿足持續(xù)增長(zhǎng)的HBM需求,三大原廠紛紛加大資本開支擴(kuò)建HBM產(chǎn)能,其中,三星和SK海力士的產(chǎn)能擴(kuò)充最為積極,預(yù)計(jì)到2024年底,三星HBM總產(chǎn)能將達(dá)約13萬(wàn)片/月,SK海力士約12萬(wàn)片/月,而美光僅為2萬(wàn)片/月。

TSV為HBM核心制備工藝,混合鍵合將成未來(lái)主流堆疊技術(shù)。HBM主要采用TSV技術(shù)將多個(gè)DRAM芯片進(jìn)行垂直堆疊,并與GPU一同進(jìn)行封裝,形成大容量、高位寬的DDR組合陣列,從而克服單一封裝內(nèi)的帶寬限制。在加工制造過(guò)程中,TSV是HBM實(shí)現(xiàn)芯片垂直堆疊的核心制備工藝,占封裝成本達(dá)30%。

從當(dāng)前原廠采用的封裝技術(shù)來(lái)看,三星主要采用TC-NCF技術(shù),而SK海力士則通過(guò)Advanced

MR-MUF技術(shù)并結(jié)合改良EMC材料來(lái)進(jìn)行HBM的封裝生產(chǎn),在改善散熱方面具有明顯優(yōu)勢(shì)??紤]到未來(lái)因帶寬、容量增長(zhǎng)所帶來(lái)的堆疊層數(shù)及密度提升,SK海力士將利用混合鍵合技術(shù)來(lái)加工生產(chǎn)HBM4?;旌湘I合摒棄了無(wú)凸塊設(shè)計(jì)并采用直接銅對(duì)銅的連接方式,相較微凸塊技術(shù),能夠在進(jìn)一步提升互聯(lián)密度的同時(shí)實(shí)現(xiàn)功耗降低,有望成為未來(lái)HBM主流堆疊技術(shù)。

投資建議:當(dāng)前AI算力持續(xù)高景氣背景下,HBM作為AI硬件、系統(tǒng)提升算力性能的重要內(nèi)存技術(shù),市場(chǎng)需求呈現(xiàn)強(qiáng)勁增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。另外,根據(jù)美光數(shù)據(jù),同一節(jié)點(diǎn)/容量條件下,HBM3e的產(chǎn)能消耗是DDR5三倍,同時(shí)考慮到TSV、MR-MUF等先進(jìn)封裝技術(shù)對(duì)半導(dǎo)體設(shè)備、材料、封測(cè)環(huán)節(jié)的高標(biāo)準(zhǔn)要求,以及當(dāng)前原廠積極擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃,相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈有望持續(xù)受益。半導(dǎo)體材料方面,建議關(guān)注雅克科技、聯(lián)瑞新材、華海誠(chéng)科;半導(dǎo)體設(shè)備方面,建議關(guān)注精智達(dá)、賽騰股份、長(zhǎng)川科技;封測(cè)端則建議關(guān)注通富微電、深科技;同時(shí)建議關(guān)注SK海力士重要經(jīng)銷商香農(nóng)芯創(chuàng)。風(fēng)險(xiǎn)提示:不及預(yù)期風(fēng)險(xiǎn);國(guó)內(nèi)廠商對(duì)先進(jìn)技術(shù)的研發(fā)進(jìn)程不及預(yù)期風(fēng)險(xiǎn);供應(yīng)鏈風(fēng)險(xiǎn)上升。目錄CO

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S高帶寬存儲(chǔ)需求激增,HBM為AI時(shí)代首選內(nèi)存技術(shù)TSV為HBM核心工藝,混合鍵合將成未來(lái)主流SK海力士全球領(lǐng)先,三星、美光奮起直追投資建議和風(fēng)險(xiǎn)提示1.1

傳統(tǒng)內(nèi)存的帶寬限制了AI硬件及系統(tǒng)的最大算力性能

當(dāng)前諸如GPT-3等AI大模型所要求的算力日益提升,伴隨著的是參數(shù)數(shù)量呈現(xiàn)指數(shù)級(jí)增長(zhǎng),為了計(jì)算及處理如此龐大規(guī)模的數(shù)據(jù)量,數(shù)據(jù)中心和邊緣設(shè)備需要配套持續(xù)提升計(jì)算性能和降低功耗,隨著對(duì)GPU/CPU

高負(fù)載工作頻率需求不斷增長(zhǎng),傳統(tǒng)的內(nèi)存帶寬限制了硬件以及系統(tǒng)的最大性能,為了釋放AI最佳的硬件性能,市場(chǎng)急迫需要更高帶寬的內(nèi)存解決方案。從DRAM主流細(xì)分產(chǎn)品的帶寬發(fā)展來(lái)看,HBM(High

Bandwidth

Memory,高寬帶內(nèi)存)自身的內(nèi)存帶寬以及帶寬提升速度均大幅領(lǐng)先于其他DRAM產(chǎn)品,有望成為AI時(shí)代中最重要的內(nèi)存技術(shù)之一。訓(xùn)練Transformer模型的計(jì)算要求內(nèi)存帶寬發(fā)展歷程資料:SK海力士官網(wǎng),三星官網(wǎng),平安證券研究所1.2

HBM是當(dāng)前AI時(shí)代首選的內(nèi)存技術(shù)

AI時(shí)代下高帶寬存儲(chǔ)需求激增,HBM技術(shù)正步入快速發(fā)展階段。HBM(High

Bandwidth

Memory,高寬帶內(nèi)存)采用硅通孔(TSV)技術(shù)將多個(gè)DRAM芯片進(jìn)行堆疊,并與GPU一同進(jìn)行封裝,形成大容量、高位寬的DDR組合陣列,從而克服單一封裝內(nèi)的帶寬限制。相較于傳統(tǒng)DDR內(nèi)存,HBM具有高帶寬、低功耗、低延時(shí)等優(yōu)勢(shì),已成為當(dāng)前高性能計(jì)算、人工智能等領(lǐng)域的首選內(nèi)存技術(shù)。以英偉達(dá)H100

SXM5為例,其集成了6顆HBM3,總?cè)萘窟_(dá)到80GB,內(nèi)存帶寬超3TB/s,是A100內(nèi)存帶寬的2倍。常規(guī)HBM產(chǎn)品內(nèi)部結(jié)構(gòu)英偉達(dá)H100配置了6顆HBMHBM內(nèi)存GPU核心HBM內(nèi)存資料:SK海力士官網(wǎng),英偉達(dá)官網(wǎng),平安證券研究所1.3

當(dāng)前HBM產(chǎn)品已發(fā)展至第五代HBM3e

當(dāng)前HBM產(chǎn)品已經(jīng)發(fā)展至第五代,HBM4最早有望于2025年提前發(fā)布。第一代HBM產(chǎn)品由SK海力士于2014年發(fā)布,此后每一代HBM的升級(jí)更迭,在內(nèi)存帶寬、I/O速率等方面都迎來(lái)明顯提升,當(dāng)前HBM已發(fā)展至第五代(HBM3e),容量最高可達(dá)36GB,內(nèi)存帶寬已提升至1.2TB/s,I/O速率最高可達(dá)9.2Gbps。另外,考慮到當(dāng)前HBM需求的火爆程度,SK海力士計(jì)劃提前一年在2025年發(fā)布HBM4。

根據(jù)Tr

endFor

ce數(shù)據(jù),2022-2023年全球HBM市場(chǎng)主要以HBM2e為主,隨著HBM3的發(fā)布以及持續(xù)放量,預(yù)計(jì)2024年市場(chǎng)需求將向HBM3轉(zhuǎn)移,HBM3將替代HBM2e成為市場(chǎng)主流HBM產(chǎn)品,市占率有望由2023年的39%提升至60%。HBM產(chǎn)品發(fā)展歷程HBMHBM2HBM2EHBM3HBM3EHBM4SK海力士、三星、美光SK海力士、三星SK海力士、三星、美光SK海力士、三星、美光核心供應(yīng)商SK海力士SK海力士、三星首款產(chǎn)品發(fā)布年份芯片密度2014年2Gb2018年8-16Gb2y/2z2020年16Gb2022-2023年16Gb2024年24Gb2025-2026年24-32Gb工藝制程2x1y/1z1z1a/1b/1β1.2TB/s8-12層1b/1β/1c/1γ≥2TB/s內(nèi)存帶寬128GB/s4層307GB/s4-8層460GB/s4-8層819GB/s8-12層堆疊高度12-16層Cu-CuHybridBonding

for

16Hi主要封裝技術(shù)TSV&Microbumps

TSV&Microbumps

TSV&Microbumps

TSV&Microbumps

TSV&MicrobumpsI/O速率1Gbps1GB2-2.4Gbps4-8GB3.2-3.6Gbps8-16GB5.6-6.4Gbps16-24GB8.0-9.2Gbps24-36GB≥9Gbps容量36-64GB資料:Yole,平安證券研究所1.4

英偉達(dá)及AMD新品GPU均將搭載HBM3e

展望未來(lái),從英偉達(dá)和AMD主力GPU產(chǎn)品的迭代進(jìn)程以及搭載HBM規(guī)格規(guī)劃來(lái)看,一方面,預(yù)計(jì)24H2出貨的英偉達(dá)H200將取代H100成為主流,包括后續(xù)推出的GB200及B100,均將采用HBM3e,將推動(dòng)市場(chǎng)逐步由HBM3向HBM3e升級(jí)。另一方面,為了提升AI服務(wù)器整體運(yùn)算效能及系統(tǒng)頻寬,HBM產(chǎn)品的堆疊層數(shù)及容量將隨著產(chǎn)品更迭而持續(xù)提升,以英偉達(dá)B200及AMDMI375為例,預(yù)計(jì)兩款GPU新品將搭載12hi

288GB規(guī)格的HBM3e。NVIDIA及AMDAI芯片發(fā)展進(jìn)程及HBM規(guī)格比較資料:TrendForce,平安證券研究所1.5

2025年全球HBM產(chǎn)值有望增長(zhǎng)至199億美元

生成式AI的快速發(fā)展,不斷加速提升數(shù)據(jù)中心對(duì)HBM技術(shù)的需求。當(dāng)前AI高工作負(fù)載不斷驅(qū)動(dòng)對(duì)更高帶寬內(nèi)存的需求,以提升硬件設(shè)備和處理單元之間的數(shù)據(jù)傳輸速率,HBM作為當(dāng)前AI領(lǐng)域首選的高帶寬內(nèi)存技術(shù),近幾年的市場(chǎng)需求呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。根據(jù)Yole預(yù)測(cè)數(shù)據(jù),2023年全球HBM位元出貨量達(dá)4.78億GB,預(yù)計(jì)2025年將增加至17億GB,2023-2025年CAGR達(dá)88.36%。產(chǎn)值方面,2023年全球HBM行業(yè)產(chǎn)值達(dá)55億美元,預(yù)計(jì)2025年將增長(zhǎng)至199億美元,2023-2025年CAGR達(dá)90.22%。2023-2025年HBM位元出貨量情況2023-2025年HBM產(chǎn)值情況位元出貨量(百萬(wàn)GB)同比(%,右軸)產(chǎn)值(十億美元)同比(%,右軸)180012006000160%120%80%40%0%252015105180%120%60%0%0資料:Yole,平安證券研究所1.6

三大原廠持續(xù)擴(kuò)充HBM產(chǎn)能,SK海力士位居全球市場(chǎng)份額首位

三大原廠不斷擴(kuò)充HB

M產(chǎn)能,三星和SK海力士最為積極。HBM產(chǎn)能方面,根據(jù)TrendForce數(shù)據(jù),三星和SK海力士的產(chǎn)能擴(kuò)充最為積極,預(yù)計(jì)到2024年底,三星HBM總產(chǎn)能將達(dá)約13萬(wàn)片/月,SK海力士約12萬(wàn)片/月,而美光僅為2萬(wàn)片/月。

三大HBM供應(yīng)商中,SK海力士位居全球份額首位。根據(jù)TrendF

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e數(shù)據(jù),以位元出貨量作為統(tǒng)計(jì)口徑,2023年全球HBM市場(chǎng)中,SK海力士和三星的市場(chǎng)份額各占47.5%左右,而美光份額約為5%。隨著HBM3e的率先推出及放量,預(yù)計(jì)2024年SK海力士的市場(chǎng)份額將增加至52.5%,而三星的市場(chǎng)份額將下降至42.4%。各供應(yīng)商HBM

TSV產(chǎn)能預(yù)測(cè)(單位:千片/月)HBM市場(chǎng)份額情況(按位元出貨量)2023年底2024年底SK海力士三星美光14012010080100%80%60%40%20%0%6040200資料:TrendForce,平安證券研究所目錄CO

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S高帶寬存儲(chǔ)需求激增,HBM為AI時(shí)代首選內(nèi)存技術(shù)TSV為HBM核心工藝,混合鍵合將成未來(lái)主流SK海力士全球領(lǐng)先,三星、美光奮起直追投資建議和風(fēng)險(xiǎn)提示2.1

TSV技術(shù)是HBM實(shí)現(xiàn)芯片垂直堆疊的核心工藝

HBM加工制造流程主要包括前端晶圓制造加工,以及后端Bumping、Stacking和KGSD測(cè)試環(huán)節(jié)。其中,相較于平面DRAM的制造流程,TSV(硅通孔)技術(shù)是HBM實(shí)現(xiàn)芯片垂直堆疊的核心工藝。HBM產(chǎn)品加工制造流程資料:SK海力士官網(wǎng),平安證券研究所2.2

混合鍵合有望成為未來(lái)HBM主流堆疊技術(shù)

Hybrid

Bonding)

有望成為未來(lái)H

BM主流堆疊技術(shù)

當(dāng)

場(chǎng)主

HBM

疊技

術(shù)

要以

TCB(Thermo-Compression

Bonding,熱壓鍵合)和MR-MUF(Mass

Reflow–Molded

Underfill,批量回流焊)工藝技術(shù)為主,其中,SK海力士從HBM2e起便開始采用MR-MUF堆疊技術(shù)來(lái)緩解芯片垂直堆疊帶來(lái)的散熱問(wèn)題,考慮到HBM對(duì)于堆疊高度以及散熱的要求,SK海力士預(yù)計(jì)將采用混合鍵合技術(shù)生產(chǎn)HBM4。HBM堆疊技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)資料:SK海力士官網(wǎng),平安證券研究所2.3

TSV可以實(shí)現(xiàn)最大垂直堆疊密度的同時(shí)減少信號(hào)傳輸路徑

TSV技術(shù)是一種通過(guò)在硅芯片內(nèi)部鉆孔形成垂直貫通的電極并將多個(gè)芯片垂直3D堆疊的封裝方法。傳統(tǒng)的引線鍵合技術(shù)隨著堆疊層數(shù)和連接引腳的增加會(huì)使得布線變得愈發(fā)復(fù)雜,而TSV結(jié)合微凸點(diǎn)的封裝技術(shù)可以在有限垂直空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)更大的芯片堆疊密度,促使信號(hào)傳輸路徑明顯縮短,因此可以同時(shí)達(dá)到提高帶寬和降低功耗的作用。

TSV環(huán)節(jié)在HBM封裝工藝中價(jià)值量占比最高。根據(jù)3DinCites數(shù)據(jù),在99.5%鍵合良率的HBM(4層DRAM+1層邏輯)的BOM成本中,TSV創(chuàng)建和TSV暴露合計(jì)價(jià)值占比達(dá)30%,為HBM封裝工藝中價(jià)值量占比最大的環(huán)節(jié),其次是前端制程和后端制程,價(jià)值量占比分別達(dá)20%、20%。應(yīng)用TSV技術(shù)的芯片剖面圖SoC與采用TSV堆疊的SiP信號(hào)傳輸路徑長(zhǎng)度比較資料:Hanol

Publishing,平安證券研究所2.4

MR-MUF技術(shù)實(shí)現(xiàn)了散熱性能和生產(chǎn)效率的雙重提升

MR-MUF技術(shù)主要通過(guò)回流焊將多個(gè)芯片粘合在一起,并在芯片之間使用液態(tài)EMC材料進(jìn)行間隙填充。與傳統(tǒng)TC-NCF工藝相比,MR-MUF具有更高的導(dǎo)熱效率,有助于改善HBM因?yàn)槎询B層數(shù)增加而導(dǎo)致的散熱問(wèn)題,以8Hi

HBM為例,在2Gbps引腳速率的相同工作條件下,使用MR-MUF工藝的HBM產(chǎn)品相較TC-NCF工藝在最大結(jié)溫方面降低了14℃。

憑借率先推出的Advanced

MR-MUF技術(shù),SK海力士成功發(fā)布12層HBM3以及HBM3e,持續(xù)夯實(shí)市場(chǎng)領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。相對(duì)于原有MR-MUF技術(shù),該先進(jìn)封裝技術(shù)在采用了改進(jìn)的EMC后,很好的改善了由于芯片減薄導(dǎo)致的翹曲問(wèn)題,同時(shí)還實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效率提高了3倍,散熱性能提高了2.5倍。MR-MUF堆疊技術(shù)剖面示意圖MR-MUF與TC-NCF工藝結(jié)溫對(duì)比資料:SK海力士官網(wǎng),Semianalysis,平安證券研究所2.5

EMC為MR-MUF主要間隙填充材料

EMC(Epoxy

Molding

Compound,環(huán)氧樹脂模塑料)為MR-MUF主要間隙填充材料。EMC是用于半導(dǎo)體封裝的一種熱固性化學(xué)材料,由環(huán)氧樹脂作為基體,并加入各種添加劑和填充劑混合而成,主要應(yīng)用于半導(dǎo)體封裝工藝中的塑封環(huán)節(jié),屬于技術(shù)含量高、工藝難度大、知識(shí)密集型的產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)。在塑封過(guò)程中,封裝廠商主要采用傳遞成型法將環(huán)氧塑封料擠壓入模腔并將其中的半導(dǎo)體芯片包埋,在模腔內(nèi)交聯(lián)固化成型后成為具有一定結(jié)構(gòu)外型的半導(dǎo)體器件。當(dāng)前SK海力士使用MR-MUF技術(shù)時(shí)主要采用EMC進(jìn)行芯片間隙填充。EMC為MR-MUF主要間隙填充材料EMC模塑成型的簡(jiǎn)要工藝流程圖資料:SK海力士官網(wǎng),華海誠(chéng)科招股書,平安證券研究所2.6

混合鍵合是突破互聯(lián)密度限制以及實(shí)現(xiàn)高效集成的關(guān)鍵技術(shù)

考慮到高帶寬存儲(chǔ)需求持續(xù)增長(zhǎng)對(duì)芯片堆疊層數(shù)及密度的提升,未來(lái)混合鍵合有望成為HBM主流堆疊技術(shù)。當(dāng)前3D

內(nèi)存堆棧和異構(gòu)集成技術(shù)被視為突破摩爾定律物理極限的關(guān)鍵技術(shù),兩者對(duì)互聯(lián)密度均提出了極高的標(biāo)準(zhǔn),而混合鍵合技術(shù)作為電子器件突破互聯(lián)密度限制以及實(shí)現(xiàn)高效集成的重要技術(shù)恰好能夠滿足該需求?;旌湘I合技術(shù)的顯著優(yōu)勢(shì)在于無(wú)凸塊設(shè)計(jì),其摒棄了傳統(tǒng)的焊料凸塊轉(zhuǎn)而采用更先進(jìn)的直接銅對(duì)銅的連接方式。與微凸塊技術(shù)相比,混合鍵合技術(shù)能夠顯著減少電極的尺寸,這不僅提高了單位面積內(nèi)的I/O數(shù)量,也有助于降低整體的功耗,并能夠改善芯片的散熱性能。此外,混合鍵合技術(shù)通過(guò)縮小芯片間的間隙,由此實(shí)現(xiàn)大容量封裝,能夠進(jìn)一步提高HBM產(chǎn)品的帶寬和容量。采用微凸塊和混合鍵合方法的垂直分層示意圖焊料熱壓鍵合和混合鍵合Pitch比較資料:SK海力士官網(wǎng),Intel官網(wǎng),平安證券研究所目錄CO

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S高帶寬存儲(chǔ)需求激增,HBM為AI時(shí)代首選內(nèi)存技術(shù)TSV為HBM核心工藝,混合鍵合將成未來(lái)主流SK海力士全球領(lǐng)先,三星、美光奮起直追投資建議和風(fēng)險(xiǎn)提示3.1

SK海力士領(lǐng)先全球市場(chǎng),三星、美光奮起直追

韓系廠商為當(dāng)前HBM市場(chǎng)絕對(duì)主力供應(yīng)。SK海力士作為AI存儲(chǔ)領(lǐng)域先行者,產(chǎn)品覆蓋HBM全世代產(chǎn)品,得益于先行優(yōu)勢(shì),SK海力士市占率全球領(lǐng)先并成為英偉達(dá)核心HBM供應(yīng)商,三星則憑借其在存儲(chǔ)領(lǐng)域長(zhǎng)期積累的技術(shù)實(shí)力以及和AMD保持的長(zhǎng)期戰(zhàn)略伙伴關(guān)系,相關(guān)產(chǎn)品持續(xù)通過(guò)驗(yàn)證并放量,市場(chǎng)份額緊隨SK海力士,而美光不論是供應(yīng)產(chǎn)能還是市場(chǎng)份額方面均有所落后,選擇跳過(guò)HBM3直接進(jìn)入HBM3e。從HBM3

e供應(yīng)進(jìn)展來(lái)看,根據(jù)Tr

endForce,24Q1

SK海力士率先通過(guò)驗(yàn)證,美光緊跟其后,并計(jì)劃于24Q1量產(chǎn)HBM3e產(chǎn)品,三星由于遞交樣品時(shí)點(diǎn)相對(duì)略晚,預(yù)計(jì)其HBM3e將于24Q2才開始正式出貨。HBM3及HBM3e供應(yīng)商進(jìn)展資料:TrendForce,平安證券研究所3.2

SK海力士:全球領(lǐng)先的AI存儲(chǔ)廠商,市場(chǎng)份額占全球半壁江山

SK海力士作為全球領(lǐng)先的AI存儲(chǔ)廠商,自2014年發(fā)布第一代HBM后便持續(xù)加大HBM產(chǎn)品的研發(fā)投入,憑借Advanced

MR-MUF、HKMG等基本技術(shù),公司HBM產(chǎn)品綜合性能優(yōu)勢(shì)突出,及時(shí)滿足了AI對(duì)高帶寬存儲(chǔ)的增長(zhǎng)需求,市場(chǎng)份額全球領(lǐng)先。公司于24Q1實(shí)現(xiàn)HBM3e出貨

當(dāng)前良率接近80%,公司正與臺(tái)積電合作開發(fā)HBM4,考慮到當(dāng)前HBM強(qiáng)勁需求,SK海力士計(jì)劃提前一年在2025年發(fā)布HBM4。

為了保持在HBM領(lǐng)域的持續(xù)領(lǐng)先地位,6月30日SK海力士宣布計(jì)劃在2028年前投資約82萬(wàn)億韓元用于HBM。此前,公司表示計(jì)劃投資20萬(wàn)億韓元建設(shè)M15X晶圓廠,該生產(chǎn)基地主要以制造DRAM為主,預(yù)計(jì)于2025年底開始運(yùn)營(yíng),該工廠將進(jìn)一步優(yōu)化公司HBM的生產(chǎn)效率。另外,SK海力士還計(jì)劃投資38.7億美元建設(shè)位于印第安納州西拉斐特的先進(jìn)封裝工廠,用于生產(chǎn)HBM等AI存儲(chǔ)產(chǎn)品,預(yù)計(jì)于2028年投產(chǎn)。SK海力士HBM產(chǎn)品發(fā)展歷程及規(guī)劃SK海力士營(yíng)收情況(按產(chǎn)品劃分)資料:SK海力士官網(wǎng),平安證券研究所3.3

三星:全球存儲(chǔ)芯片龍頭,持續(xù)加大HBM產(chǎn)能擴(kuò)建

三星作為全球存儲(chǔ)芯片龍頭之一,不論是研發(fā)技術(shù)還是市場(chǎng)影響力均是行業(yè)領(lǐng)先水平,由于技術(shù)路徑差異和市場(chǎng)戰(zhàn)略定位等原因,三星HBM市占率略低于SK海力士位居全球第二。24年2月三星發(fā)布首款12層HBM3e,相較8層HBM3,在帶寬和容量上大幅提升超過(guò)50%,垂直密度提高20%。與SK海力士用MR-MUF生產(chǎn)HBM3e不同,三星主要采用先進(jìn)TC-NCF技術(shù),使得12層和8層堆疊產(chǎn)品的高度保持一致。此

,三星還計(jì)劃在2026年推出16層HBM4產(chǎn)品。

為了提高市場(chǎng)份額并縮短與SK海力士的差距,一方面,三星通過(guò)改組及新設(shè)持續(xù)優(yōu)化HBM研發(fā)團(tuán)隊(duì),另一方面,公司積極擴(kuò)建HBM產(chǎn)能,以2023年HBM產(chǎn)量為基準(zhǔn),預(yù)計(jì)2024年產(chǎn)量將提升2.9倍,2026/2028年將分別提升13.8倍/23.1倍。三星HBM產(chǎn)品技術(shù)路演圖三星HBM-PIM產(chǎn)品結(jié)構(gòu)示意圖資料:三星官網(wǎng),平安證券研究所3.4

美光:越代研發(fā)攻克HBM3e,24/25年HBM產(chǎn)能基本售罄

由于美光在HBM領(lǐng)域的進(jìn)展相對(duì)落后于SK海力士和三星,公司選擇直接跳過(guò)HBM3進(jìn)行HBM3e研發(fā),其功耗相對(duì)同業(yè)競(jìng)品低30%,公司HBM3e在FY24Q2便實(shí)現(xiàn)出貨并將用于英偉達(dá)H200

Tensor

Core

GPU系統(tǒng)。得益于AI需求增長(zhǎng),F(xiàn)Y24Q3公司HBM3e單季度收入達(dá)1億美元,預(yù)計(jì)HBM產(chǎn)品將在FY24創(chuàng)造數(shù)億美元的收入,在FY2

5將貢獻(xiàn)超十億美元的收入。當(dāng)前公司已完成12層HBM3e送樣,預(yù)計(jì)將于FY25實(shí)現(xiàn)規(guī)

出貨,HBM4則有望在2026-2027年期間推出。

資本支出方面,F(xiàn)Y24公司資本支出將接近80億美元,同時(shí)公司預(yù)計(jì)FY25資本支出將占總收入30%,主要用于支持HBM封測(cè)設(shè)備、晶圓廠和后端的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。此外,公司2024/2025年的HBM產(chǎn)能已基本售罄。美光AI存儲(chǔ)發(fā)展規(guī)劃圖資料:美光官網(wǎng),平安證券研究所目錄CO

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S高帶寬存儲(chǔ)需求激增,HBM為AI時(shí)代首選內(nèi)存技術(shù)TSV為HBM核心工藝,混合鍵合將成未來(lái)主流SK海力士全球領(lǐng)先,三星、美光奮起直追投資建議和風(fēng)險(xiǎn)提示4.1

投資建議與關(guān)注標(biāo)的

當(dāng)前AI算力持續(xù)高景氣背景下,HBM作為AI硬件/系統(tǒng)提升算力性能的重要內(nèi)存技術(shù),市場(chǎng)需求呈現(xiàn)強(qiáng)勁增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。另外,根據(jù)美光數(shù)據(jù),同一節(jié)點(diǎn)/容量條件下,HBM3e的產(chǎn)能消耗是DDR5三倍,同時(shí)考慮到TSV、MR-MUF等先進(jìn)封裝技術(shù)對(duì)半導(dǎo)體設(shè)備、材料、封測(cè)環(huán)節(jié)的高標(biāo)準(zhǔn)要求,以及當(dāng)前原廠積極擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃,相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈有望持續(xù)受益。半導(dǎo)體材料方面,建議關(guān)注雅克科技、聯(lián)瑞新材、華海誠(chéng)科;半導(dǎo)體設(shè)備方面,建議關(guān)注精智達(dá)、賽騰股份、長(zhǎng)川科技;封測(cè)端則建議關(guān)注通富微電、深科技;同時(shí)建議關(guān)注SK海力士重要經(jīng)銷商香農(nóng)芯創(chuàng)。重點(diǎn)公司預(yù)測(cè)與評(píng)級(jí)2024/7/12EPS(元)2024EPE(倍)2024E股票簡(jiǎn)稱股票代碼評(píng)級(jí)收盤價(jià)(元)

2023A2025E0.821.491.632.852.244.851.210.791.282026E1.091.942.163.712.685.831.530.971.682023A177.4212.754.62025E84.415.731.524.318.914.926.619.124.62026E63.512.123.818.715.812.421.015.618.8華海誠(chéng)科通富微電聯(lián)瑞新材雅克科技精智達(dá)68853500215668830000240968862760328330060400002130047569.2023.4051.3769.2242.4372.4032.1515.1131.500.390.110.941.221.233.430.070.410.830.620.751.262.101.664.090.760.601.01111.631.240.833.025.617.742.325.231.2推薦推薦推薦56.7未評(píng)級(jí)未評(píng)級(jí)未評(píng)級(jí)未評(píng)級(jí)未評(píng)級(jí)未評(píng)級(jí)34.5賽騰股份長(zhǎng)川科技深科技21.1459.336.9香農(nóng)芯創(chuàng)38.0資料:Wind,平安證券研究所(聯(lián)瑞新材為平安證券有色與新材料團(tuán)隊(duì)覆蓋標(biāo)的,其余未覆蓋標(biāo)的盈利預(yù)測(cè)為Wind一致預(yù)期)4.2

雅克科技:國(guó)內(nèi)領(lǐng)先前驅(qū)體供應(yīng)商,新興材料平臺(tái)穩(wěn)步推進(jìn)

雅克科技主營(yíng)業(yè)務(wù)涉及電子材料、LNG保溫絕熱板材和阻燃劑三大業(yè)務(wù)。其中,公司前驅(qū)體產(chǎn)品國(guó)際范圍內(nèi)技術(shù)領(lǐng)先,產(chǎn)品應(yīng)用于半導(dǎo)體集成電路存儲(chǔ)、邏輯芯片的制造環(huán)節(jié),主要銷售給三星電子、英特爾、臺(tái)積電、SK海力士、、長(zhǎng)江存儲(chǔ)與合肥長(zhǎng)鑫等國(guó)內(nèi)外半導(dǎo)體芯片頭部生產(chǎn)商。

當(dāng)前公司前驅(qū)體產(chǎn)品基本實(shí)現(xiàn)12寸大客戶群體的全面覆蓋,多款新產(chǎn)品目前送樣測(cè)試進(jìn)程順利。另外,子公司江蘇先科宜興生產(chǎn)基地建設(shè)順利,硅類前驅(qū)體產(chǎn)品已經(jīng)穩(wěn)定出貨,產(chǎn)能持續(xù)爬坡中,High-K前驅(qū)體和金屬前驅(qū)體產(chǎn)品樣品出貨正常,已經(jīng)逐步具備業(yè)務(wù)連續(xù)性優(yōu)勢(shì)。雅克科技營(yíng)收情況雅克科技?xì)w母凈利潤(rùn)情況營(yíng)業(yè)收入(億元)同比增長(zhǎng)(%,右軸)歸母凈利潤(rùn)(億元)同比增長(zhǎng)(%,右軸)5040302010080%60%40%20%0%86420160%120%80%40%0%-40%資料:Wind,平安證券研究所4.3

聯(lián)瑞新材:國(guó)內(nèi)電子級(jí)硅微粉龍頭,持續(xù)布局高壁壘粉體料

公司為國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的無(wú)機(jī)填料和顆粒載體供應(yīng)商。公司持續(xù)聚焦高端芯片(AI、5G、HPC等)封裝、異構(gòu)集成先進(jìn)封裝(Chiplet、HBM等)、新一代高頻高速覆銅板(M7、M8)等下游應(yīng)用領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù),持續(xù)推出多種規(guī)格低CUT點(diǎn)Low

α微米/亞微米球形硅微粉、球形氧化鋁粉、高頻高速覆銅板用低損耗/超低損耗球形硅微粉等。

當(dāng)前公司研發(fā)創(chuàng)新項(xiàng)目順利推進(jìn),UF用亞微米球形氧化鋁開發(fā)、晶圓級(jí)芯片封裝用球形二氧化硅開發(fā)項(xiàng)目已進(jìn)入工程化階段;超低損耗高速基板用球形二氧化硅開發(fā)項(xiàng)目等進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化階段;環(huán)氧塑封料用球形硅微粉流動(dòng)性提升項(xiàng)目、先進(jìn)毫米波用球形硅微粉開發(fā)等項(xiàng)目已經(jīng)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化并結(jié)題。聯(lián)瑞新材營(yíng)收情況聯(lián)瑞新材歸母凈利潤(rùn)情況營(yíng)業(yè)收入(百萬(wàn)元)同比增長(zhǎng)(%,右軸)歸母凈利潤(rùn)(百萬(wàn)元)同比增長(zhǎng)(%,右軸)800600400200060%40%20%0%2001601208080%60%40%20%0%400-20%資料:Wind,平安證券研究所4.4

華海誠(chéng)科:環(huán)氧塑封領(lǐng)先企業(yè),積極布局先進(jìn)封裝材料

華海誠(chéng)科致力于半導(dǎo)體封裝材料環(huán)氧塑封料和組裝材料電子膠黏劑的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售,是國(guó)內(nèi)少數(shù)芯片級(jí)固體和液體封裝材料研發(fā)量產(chǎn)的專業(yè)工廠。在先進(jìn)封裝領(lǐng)域,公司顆粒狀環(huán)氧塑封料(GMC)可以用于HBM封裝,該產(chǎn)品已成功通過(guò)多個(gè)客戶考核通過(guò),自主研發(fā)的GMC制造專用設(shè)備已經(jīng)具備量產(chǎn)能力并持續(xù)優(yōu)化;公司已經(jīng)完成驗(yàn)證的芯片級(jí)底填正在處于前期量產(chǎn)準(zhǔn)備階段,和最終客戶協(xié)同開發(fā)的適用于“芯?!狈庋b的特殊性能底部填充膠正在認(rèn)證考核,公司新購(gòu)置一套LMC專用壓縮模塑設(shè)備,進(jìn)一步加快了LMC產(chǎn)品的研發(fā)進(jìn)度。針對(duì)部分客戶的特殊要求,公司還開發(fā)了非流動(dòng)型底部填充材料。華海誠(chéng)科營(yíng)收情況華海誠(chéng)科歸母凈利潤(rùn)情況營(yíng)業(yè)收入(百萬(wàn)元)同比增長(zhǎng)(%,右軸)歸母凈利潤(rùn)(百萬(wàn)元)同比增長(zhǎng)(%,右軸)400300200100060%40%20%0%50403020100600%400%200%0%-20%-200%資料:Wind,平安證券研究所4.5

精智達(dá):國(guó)產(chǎn)存儲(chǔ)檢測(cè)設(shè)備突圍者,積極布局HBM設(shè)備

精智達(dá)是國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的檢測(cè)設(shè)備與系統(tǒng)解決方案提供商,主營(yíng)業(yè)務(wù)涉及新型顯示器件檢測(cè)設(shè)備業(yè)務(wù)和半導(dǎo)體存儲(chǔ)器測(cè)試設(shè)備業(yè)務(wù)。在半導(dǎo)體存儲(chǔ)器測(cè)試設(shè)備方面,公司主要聚焦于半導(dǎo)體存儲(chǔ)器、影像傳感器和顯示驅(qū)動(dòng)器SoC的后道測(cè)試,是目前國(guó)內(nèi)少數(shù)的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器測(cè)試設(shè)備業(yè)務(wù)全覆蓋的廠商之一。

當(dāng)前公司探針卡產(chǎn)品、老化修復(fù)設(shè)備等均已通過(guò)國(guó)內(nèi)主要存儲(chǔ)器件廠商驗(yàn)證并取得批量銷售業(yè)績(jī);晶圓測(cè)試機(jī)與FT測(cè)試機(jī)研發(fā)持續(xù)推進(jìn),其中晶圓測(cè)試機(jī)樣機(jī)驗(yàn)證工作接近完成,應(yīng)用于FT測(cè)試機(jī)的9Gbps高速接口ASIC芯片已經(jīng)實(shí)現(xiàn)工程流片,同時(shí)公司正配合相關(guān)客戶開發(fā)針對(duì)如HBM測(cè)試需求的測(cè)試技術(shù)和設(shè)備。精智達(dá)營(yíng)收情況精智達(dá)歸母凈利潤(rùn)情況營(yíng)業(yè)收入(百萬(wàn)元)同比增長(zhǎng)(%,右軸)歸母凈利潤(rùn)(百萬(wàn)元)同比增長(zhǎng)(%,右軸)7506004503001500100%80%60%40%20%0%1501209060300200%150%100%50%0%-50%資料:Wind,平安證券研究所4.6

賽騰股份:3C+半導(dǎo)體雙輪驅(qū)動(dòng),HBM設(shè)備構(gòu)筑新增長(zhǎng)動(dòng)力

賽騰股份是一家專業(yè)提供智能制造解決方案的高新技術(shù)企業(yè),主要從事智能制造裝備的研發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)銷售及技術(shù)服務(wù),公司在深耕消費(fèi)電子的同時(shí)積極拓展半導(dǎo)體等行業(yè)市場(chǎng),通過(guò)收購(gòu)全球領(lǐng)先的晶圓檢測(cè)設(shè)備供應(yīng)商日本OPTIMA進(jìn)入晶圓檢測(cè)及量測(cè)設(shè)備領(lǐng)域,并成為Sumco、三星、協(xié)鑫、奕斯偉、中環(huán)半導(dǎo)體等境內(nèi)外知名晶圓廠商晶圓檢測(cè)量測(cè)設(shè)備供應(yīng)商。收購(gòu)以來(lái),公司高效完成技術(shù)整合,持續(xù)拓寬在高端半導(dǎo)體領(lǐng)域的設(shè)備產(chǎn)品線和在HBM等新興領(lǐng)域的應(yīng)用,并著力提升單臺(tái)設(shè)備價(jià)值量,通過(guò)“全球技術(shù)+中國(guó)市場(chǎng)”戰(zhàn)略,公司晶圓檢測(cè)及量測(cè)設(shè)備正在快速打開國(guó)內(nèi)市場(chǎng)空間,將經(jīng)過(guò)業(yè)內(nèi)頭部客戶驗(yàn)證的先進(jìn)技術(shù)加速導(dǎo)入國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體廠商,助力國(guó)產(chǎn)晶圓檢測(cè)設(shè)備占有率不斷提升。賽騰股份營(yíng)收情況賽騰股份歸母凈利潤(rùn)情況營(yíng)業(yè)收入(百萬(wàn)元)同比增長(zhǎng)(%,右軸)歸母凈利潤(rùn)(億元)同比增長(zhǎng)(%,右軸)50004000300020001000080%60%40%20%0%8006004002000160%120%80%40%0%資料:Wind,平安證券研究所4.7

長(zhǎng)川科技:橫向并購(gòu)?fù)晟飘a(chǎn)業(yè)鏈布局,高端測(cè)試設(shè)備替代可期

長(zhǎng)川科技自成立以來(lái)始終專注于集成電路測(cè)試設(shè)備領(lǐng)域,產(chǎn)品覆蓋測(cè)試機(jī)、分選機(jī)、探針臺(tái)、AOI設(shè)備和自動(dòng)化設(shè)備等多個(gè)領(lǐng)域,并獲得長(zhǎng)電科技、華天科技、通富微電、士蘭微、華潤(rùn)微電子、日月光等多個(gè)一流集成電路企業(yè)的使用和認(rèn)可,以自主研發(fā)的產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了測(cè)試機(jī)、分選機(jī)的部分進(jìn)口替代。為持續(xù)完善產(chǎn)業(yè)鏈布局,一方面,2019年公司完成對(duì)STI的收購(gòu),STI的2D/3D高精度光學(xué)檢測(cè)技術(shù)(AOI)居行業(yè)前列,

與德州儀器、三星、日月光、美光等多家國(guó)際IDM和封測(cè)廠商建立了長(zhǎng)期穩(wěn)定的合作關(guān)系。此外,公司在2023年收購(gòu)了EXIS,EXIS在轉(zhuǎn)塔式分選機(jī)細(xì)分領(lǐng)域積累了豐富的經(jīng)驗(yàn),幫助上市公司實(shí)現(xiàn)重力式分選機(jī)、平移式分選機(jī)、轉(zhuǎn)塔式分選機(jī)的產(chǎn)品全覆蓋。長(zhǎng)川科技營(yíng)收情況長(zhǎng)川科技?xì)w母凈利潤(rùn)情況營(yíng)業(yè)收入(百萬(wàn)元)同比增長(zhǎng)(%,右軸)歸母凈利潤(rùn)(百萬(wàn)元)同比增長(zhǎng)(%,右軸)3000200010000120%80%40%0%5004003002001000800%600%400%200%0%-40%-200%資料:Wind

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