AI时代核心存力HBM

国金证券电子行业存储专题三：AI时代核心存力HBM

HBM是AI时代的必需品。HBM解决了传统GDDR遇到的“内存墙”问题，采用了存算一体的近存计算架构，通过中间介质层紧凑快速地连接信号处理器芯片，极大节省了数据传输的时间与耗能，HBM采用堆栈技术较传统GDDR节省较大空间占用。在应对未来云端AI的多用户，高，低延迟，高密度部署需求，计算单位剧增使I/O瓶颈愈加严重，使用GDDR解决代价成本越来越高，HBM使得带宽不再受制于芯片引脚的互连数量，在一定程度上解决了I/O瓶颈。综合来看，高带宽、低功耗、高效传输等性能使其成为高算力芯片的首选。

HBM核心技术在于硅通孔技术（TSV）和堆叠键合技术，对封装技术和散热材料提高需求。HBM通过SIP和TSV技术将数个DRAM裸片垂直堆叠，在DRAM晶片上打数千个细微的孔，通过垂直贯通的电极连接上下芯片的技术，可显著提升数据传输速度。同时，SK海力士采用MR-MUF键合工艺，在芯片之间用液态环氧模塑料作为填充材料，实现了更低的键合应力和更优的散热性能，TSV+堆叠键合工艺成为当前HBM的理想方案，但随着堆叠层数增加，散热要求进一步增加，混合键合有望成为下一代HBM4选择的方案。但无论何种方案，HBM对EMC提出分散性和散热性要求，EMC和填料价值量将大幅提升。

23年全球HBM产值约43.6亿美元，2024年有望翻4倍达到169亿美元。由于HBM售价高昂、获利高，进而导致较高资金投入，同时，HBM较DDR5同制程与同容量尺寸大35-45%、良率则比起DDR5低约20-30%；生产周期也较DDR5多1.5-2个月，受益于AI需求强劲，GPU厂商提前锁单HBM产能，推动三大原厂持续积极扩产。根据集邦咨询数据，截至2023年底，行业内整体DRAM产业规划生产HBM TSV的产能约为250K/m，占总DRAM产能（约1，800K/m）约14%，供给位元年成长约260%2023年HBM产值占DRAM整体约8.4%，约43.56亿美元，预估至2024年底将达169.14亿美元，占DRAM产值约20.1%。

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