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存储行业梳理

小飞虾

2024-06-23 23:14:58 福建省

如果说半导体细分里边哪个板块是确定性最强，增长速度最快的，毫无疑问是HBM存储。
由于HBM自身的高带宽，低延迟和高密度优点，HBM存储成为高性能AI服务器GPU算力芯片的主流方案。HBM对提升AI芯片性能起到关键作用，英伟达、AMD推出全新系列H200及MI300均配置HBM3，三星、海力士等海外大厂HBM预计扩产3倍，当前HBM产能被海外大厂垄断，海力士、美光24年HBM产能已宣布售罄，国产化势在必行。高盛预计全球的HBM存储市场将会在2023-2026年以100%的复合增长率，在2026年达到300亿美元的市场空间，相当于每年翻倍增长。HBM采用了先进封装技术，行业的高需求也带来了先进封装的产能紧张，台积电预计其COWOS产能供应紧张，24.25年扩产，产能实现翻倍增长，最新的消息显示台积电计划明年将对先进封装涨价10-20%，以应对产能紧张情况。目前HBM市场的供需状况如何？当前市场对HBM的需求非常迫切且必要，而供给端则相对紧张。海外几家主要厂商，尤其是三星和海力士，已预订了2024年及2025年的大部分HBM产能，预计在未来几年内将继续维持供应不足的状态。这是因为随着算力技术和制程的进步，增加HBM的数量来提升数据处理和计算能力成为改善整体算力的重要途径。。预计全球HBM需求量将快速增长，供给端面临爬坡挑战，2024-2025年将持续供不应求。国产HBM进展迅速，预计有部分厂商将在今年推出样品，但供给量有限。全球主要HBM供应商的现状及其预测扩产计划是什么？目前海外的主要HBM供应商主要有海力士、三星和美光。其中，海力士和三星正在积极投入建设新产能，尤其是投入到HBM以及DDR5的研发与生产中，预计新投资中的70%将用于扩大HBM生产能力。至2024年，海力士和三星的HBM产能分别将达到约110K和130K，而美光的产能则可能维持在较小规模。此外，两家韩国公司预计将在今年下半年新增30%-40%的产能。国内外厂商对HBM的需求以及算力芯片规格的变化情况如何？无论是海外市场还是国内市场，算力芯片都将大量采用HBM作为主要存储介质，且容量和带宽不断提升。例如，NVIDIA的新一代GPU采用的HBM容量已由之前的80GB增加到140GB，从而带来了显著的算力增长。在国内市场，诸如HW等企业也计划在未来的产品中采用HBM。此外，基于当前制造工艺的限制，预计下一代国内算力芯片将采用两颗GPU加八个HBM芯片的2+8架构，这也进一步加大了对HBM的需求量。HBM在市场上的供需情况及其未来展望如何？国产厂商在HBM领域的研发进展如何？由于GPU出货前会考虑提前备货，HBM的需求与供给之间存在半年到一年的时间差。基于上述分析，认为未来三年内全球HBM仍将持续供不应求，特别是今年Q2，原厂已对25年的HBM产品进行了涨价。国产厂商在HBM方面均有不同程度的研发投入，其中包括DRAM大厂将在今年第二季度推出HBM2样品，但供应能力有限；华南某大厂预计将于今年下半年流片并推出样品，正式量产时间为2026年。HBM扩产的难点在哪里？首先，HBM的良率较低，平均仅为70%，导致实际可用产能受限。其次，HBM制造周期长达4个月，甚至更久，限制了产能的快速扩张。再者，对于高端的HBM3e产品，其良率要求严格，制造商可能需牺牲部分DRAM产能以保证HBM的高品质，同时内部设计复杂性也影响良率。这些因素共同作用，预计明年HBM市场供应将保持稳定。HBM产业链供应链变化及投资机会体现在哪些方面？HBM供应链正在经历从晶圆封装厂完成部分工艺到最终由存储或CPU原厂直接完成封装的重大转变，这一过程中会产生一系列的投资机会。首先，封测环节，尤其是具备TSV通孔技术和切割堆叠能力的企业，如通富微电和长电科技将受益于市场需求增长；其次，在材料环节，液态环氧树脂等填充材料的需求会随层数增加而上升，相应的材料供应商如LMC也有望从中获利；最后，在前端设备环节，由于新型封装技术要求，晶圆级互连工艺将在前道晶圆厂完成，为国内相关设备制造商带来发展机遇。利基型存储是否受益？由于高端HBM，DDR5存储的高需求，存储大厂纷纷调整产能，由此带来利基型等低端存储的供应减少，利基型存储已经有涨价的迹象，国内存储厂商如兆易创新，东芯股份等受益先进封装受益HBM等产品的需求增长？HBM采用先进封装COWOS技术，从工艺路线角度，COWOS带来设备的主要变动包括：基于晶圆减薄要求及数量提升的研磨切割+CMP减薄设备、基于精准度、洁净度提升的固晶机、热压键合设备。HBM带来的设备变动则是从热压键合向混合键合的发展。材料端，包括CMP步骤提升带动下的相关耗材（抛光液、抛光垫等）、先进封装需求提升的电镀液等功能性湿电子化学品等。传统封装与先进封装在工艺上的主要差异体现在哪些方面？传统封装和先进封装的主要区别在于连接方式的不同。传统封装依赖于打线方式进行芯片与外部电路的连接，而先进封装则采用了凸点或同步等新型连接方法，不仅增加了连接性能，还兼顾了原有封装保护的作用。此外，先进封装的另一个显著变化在于布线工艺的应用范围扩大至前道工序，如电镀、刻蚀及光刻等，使得封装设备向中道和前道发展。相关标的：赛腾股份：收购日本企业OPTIMA，供应三星/海力士设备，且深度绑定，2023年已经拿到三星3亿+HBM设备订单；2024年量价均有保证。HBM检测设备现有31台订单，预计今年逐步交付，有少数会到明年上半年交付，主要是受制于日本零部件供给，未来每年的需求量预计至少30台；3D检测设备验证中，预计有60台左右的订单；海外其他客户、国内客户也在陆续突破中，公司卡位先进存储与先进封装，有望受益于国内AI产业链的国产化。艾森股份：围绕电子电镀、光刻两个半导体制造及封装过程中的关键工艺环节，形成了电镀液及配套试剂、光刻胶及配套试剂两大产品板块布局。公司现有量产产品“先进封装负性光刻胶”、“电镀铜基液”、“铜钛蚀刻液”以及客户认证中的“电镀锡银添加剂”等产品均可用于HBM封装。其中先进封装用电镀铜基液已经正式供应，其他产品也在认证中雅克科技：半导体材料平台型企业，国内HBM相关材料核心标的，海力士、长鑫前驱体重要供应商，长存、三星、美光等也将快速量。华海诚科：HBM环氧塑封料（GMC）材料龙头GMC 产品已经在多个客户考核通过，自主研发的GMC 制造专用设备已经具备量产能力并持续优化联瑞新材：高阶硅微粉国产化领先企业，以硅微粉为核心不断开发新产品，产能规模逐步扩大，受益AI对覆铜板及封装材料高端化迭代，公司low-α球型粉下游客户涉及HBM封装用GMC环氧塑封料。甬矽电子：HBM的核心是前道的Cowos及RDL技术。甬矽电子RDL工艺取得突破；并且在24年形成1.5万颗CoWos产能。长电科技：布局CoWos封装，公司开发的XDFOI高性能封装技术适用于高带宽存储的Chip to Wafer 和Chip to Chip TSV 堆叠应用，预计2024年底形成6W颗产能。通富微电：AMD合作伙伴，布局HBM封装，H客户的大单，合肥CX，DDR5 HBM封装独供，产能利用率持续提升芯碁微装：LDI设备实现连续重复发货，混合键合设备即将推出，公司在混合键合技术的布局国内领先：混合键合极适合于HBM封装工艺，对工艺控制要求极为苛刻，目前基本为欧洲企业所垄断。其他：拓荆科技，天承科技，芯源微，壹石通，光力科技、精智达，新益昌

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