2024年7月12日請務必閱讀正文后免責條款高帶寬特性釋放AI硬件性能，HBM成為AI時代首選內存的內存帶寬及傳輸速率限制了AI硬件以及系統的最大性能，相較于傳統DDR內存，HBM具有高帶寬、低功耗、低延時等優勢，已成為當前高性能計算、人工智能等領域的首選內存技術。當前HBM產品已經發展至第五代HBM3e，內存帶寬相較上一代提升47%至1.2TB/s，堆疊層數最高可達12層，對應最高容量達三大原廠持續擴充HBM產能，SK海力士位居全球市場份額首位。當前AI高景氣不斷驅動HBM需求高增，持續推動HBM位元出貨量和產值同步增長，根據Yole預測數據，預計2025年全球HBM位元出貨量和行業產值將分別達到17億GB和199億美元。競爭格局方面，根據TrendForce數據，以位元出貨量作為統計口徑，2023年全球HBM市場中，SK海力士和三星的市場份額各占47.5%左右，而美光份額約為5%。隨著HBM3e的率先推出及放量，預計2024年SK海力士的市場份額將增加至52.5%，而三星的市場份額將下降至42.4%。為了滿足持續增長的HBM需求，三大原廠紛紛加大資本開支擴建HBM產能，其中，三星和SK海力士的產能擴充最為積極，預計到2024年底，三星HBM總產能將TSV為HBM核心制備工藝，混合鍵合將成未來主流堆疊技術。HBM主要采用TSV技術將多個DRAM芯片進行垂直堆疊，并與GPU一同進行封裝，形成大容量、原廠采用的封裝技術來看，三星主要采用TC-NCF技術，而SK海力士則通過AdvancedMR-MUF技術并結合改良EMC材料來進行HBM的封裝生產，在改善散熱方面具有明顯優勢。考慮到未來因帶寬、容量增長所帶來的堆疊層數及密度提升，SK海力士將利用混合鍵合技術來加工生產HBM4?；旌湘I合摒棄了無凸塊設計并采用直接銅對銅的連接方式，相較微凸塊技術，能夠在進一步提升互聯密度的同時實現功耗降低，有望成為未來H投資建議：當前AI算力持續高景氣背景下，HBM作為AI硬件、系統提升算力性能的重要內存技術，市場需求呈現強勁增長態勢。另外，根據美光數據，同一節點/容量條件下，HBM3e的產能消耗是DDR5三倍，同時考慮到TSV、MR-MUF等先進封裝技術對半導體設備、材料、封測環節的高標準要求，以及當前原廠積極擴產計劃，相關產業鏈有望持續受益。半導體材料方面，建議關注雅克科技、聯瑞新材、華海誠科；半導體設備方面，建議關注精智達、賽騰股份、長川科技；封測端則建議關注通富微電、深科技；同時建議關注SK海力士重要經銷1.1傳統內存的帶寬限制了AI硬件及系統的最大算力性能當前諸如GPT-3等AI大模型所要求的算力日益提升，伴隨著的是參數數量呈現指數級增長，為了計算及處理如此龐大規模的數據量，數據中心和邊緣設備需要配套持續提升計算性能和降低功耗，隨著對GPU/CPU高負載工作頻內存帶寬限制了硬件以及系統的最大性能，為了釋放AI加速器最佳的硬件性能，市場急迫需要更高帶寬的內存解決方案。從幅領先于其他DRAM產品，有望成為AI時代中最重要的內存技術之一。訓練Transformer模型的計算要求資料來源：SK海力士官網，三星官網，平安證券研究所4◆內存帶寬發展歷程1.2HBM是當前AI時代首選的內存技術AI時代下高帶寬存儲需求激增，HBM技術正步入快速發展階段。HBM（HighBandwidthMemory，高寬帶內存）采用硅通孔（TSV）技術將多個DRAM芯片進行堆疊，并與GPU一同進行封裝，形成大容量、高位寬的DDR組合陣列，從而克服單一封裝內的帶寬限制。相較于傳統DDR內存，HBM具有高帶寬、低功耗、低延時等優勢，已成為當前高性能計算、人工智能等領域的首選內存技術。以英偉達H100SXM5為例，其集成了6顆HBM3，總容量達到80GB，內存帶寬超3TB/s，是A100內存帶寬的2倍。常規HBM產品內部結構英偉達H100配置了6顆HBMGPU核心GPU核心資料來源：SK海力士官網，英偉達官網，平安證券研究所當前HBM產品已經發展至第五代，HBM4最早有望于2025年提前發布。第一代HBM產品由SK海力士于2014年發布，此后每一代HBM的升級更迭，在內存帶寬、I/O速率等方面都迎來明顯提升，當前HBM已發展至第五代（HBM3e容量最高可達36GB，內存帶寬已提升至1.2TB/s，I/O速率最高可達9.2G根據TrendForce數據，2022-2023年全球HBM市場主要以HBM2e為主，隨著HBM3的發布以及持續放量，預計2024年市場需求將向HBM3轉移，HBM3將替代HBM2e成為市場主流HBM產品，市占率有望由2023年的39%提升至60%。4◆HBM產品發展歷程核心供應商SK海力士SK海力士、三星2014年2018年2020年2022-2023年2024年2025-2026年460GB/s資料來源：Yole，平安證券研究所1.4英偉達及AMD新品GPU均將搭載HBM3e展望未來，從英偉達和AMD主力GPU產品的迭代進程以及搭載HBM規格規劃來看，一方面，預計24H2出貨的英偉達H200將取代H100成為主流，包括后續推出的GB200及B100，均將采用HBM3e，將推動市場逐步由HBM3向HBM3e升級。另一方面，為了提升AI服務器整體運算效能及系統頻寬，HBM產品的堆疊層數及容量將隨著產品更迭而持續提升，以英偉達B200及AMDMI375為例，預計兩款GPU新品將搭載12hi2884◆NVIDIA及AMDAI芯片發展進程及HBM規格比較資料來源：TrendForce，平安證券研究所1.52025年全球HBM產值有望增長至199億美元生成式AI的快速發展，不斷加速提升數據中心對HBM技術的需求。當前AI高工作負載不斷驅動對更高帶寬內存的需求，以提升硬件設備和處理單元之間的數據傳輸速率，HBM作為當前AI領域首選的高帶寬內存技術，近幾年的市場需求呈現快速增長態勢。根據Yole預測數據，2023年全球HBM位元出貨量達4.78億GB，預計2025年將增加至17億GB，2023-2025年CAGR達88.36%。產值方面，2023年全球HBM行業產值達55億美元，預計2025年將增長至199億美元，2023-2025年CAGR達90.22%。2023-2025年HBM位元出貨量情況2023-2025年HBM產值情況050資料來源：Yole，平安證券研究所三大原廠不斷擴充HBM產能，三星和SK海力士最為積極。HBM產能方面，根據TrendForce數據，三星和SK海力士的產能擴充最為積極，預計到2024年底，三星HBM總產能將達約13萬片/月，SK海力士約12萬片/月，而美光僅為2萬片/月。三大HBM供應商中，SK海力士位居全球份額首位。根據TrendForce數據，以位元出貨量作為統計口徑，2023年全球HBM市場中，SK海力士和三星的市場份額各占47.5%左右，而美光份額約為5%。隨著HBM3e的率先推出及放量，預計2024年SK海力士的市場份額將增加至52.5%，而三星的市場份額將下降至42.4%。各供應商HBMTSV產能預測（單位：千片/月）HBM市場份額情況（按位元出貨量）0SK海力士三星美光資料來源：TrendForce，平安證券研究所2.1TSV技術是HBM實現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測試環節。其中，相較于平面DRAM的制造流程，TSV（硅通孔）技術是HBM實現芯片垂直堆疊的核心工藝。4◆HBM產品加工制造流程資料來源：SK海力士官網，平安證券研究所2.2混合鍵合有望成為未來HBM主流堆疊技術CompressionBonding，熱壓鍵合）和MR-MUF（MassRefl從HBM2e起便開始采用MR-MUF堆疊技術來緩解芯片垂直堆疊帶來的散熱問題，考慮到HBM對于堆疊高度以及散熱的要求，4◆HBM堆疊技術發展趨勢資料來源：SK海力士官網，平安證券研究所2.3TSV可以實現最大垂直堆疊密度的同時減少信號傳輸路徑TSV技術是一種通過在硅芯片內部鉆孔形成垂直貫通的電極并將多個芯片垂直3D堆疊的封裝方法。傳統的引線鍵合技術隨著堆疊層數和連接引腳的增加會使得布線變得愈發復雜，而TSV結合微凸點的封裝技術可以在有限垂直空間內實現更大的芯片堆疊密度，促使信號傳輸路徑明顯縮短，因此可以同時達到提高帶寬和降低功耗的作TSV環節在HBM封裝工藝中價值量占比最高。根據3DinCites數據，在99.5%鍵合良率的HBM（4層DRAM+1層邏輯）的BOM成本中，TSV創建和TSV暴露合計價值占比達30%，為HBM封裝工藝中價值量占比最大的環節，其次是前端制程和后端制程，價值4◆應用TSV技術的芯片剖面圖資料來源：HanolPublishing，平安證券研究所SoC與采用TSV堆疊的SiP信號傳輸路徑長度比較2.4MR-MUF技術實現了散熱性能和生產效率的雙重提升MR-MUF技術主要通過回流焊將多個芯片粘合在一起，并在芯片之間使用液態EMC材料進行間隙填充。與傳統TC-NCF工藝相比，MR-MUF具有更高的導熱效率，有助于改善HBM因為堆疊層數增加而導致的散熱問題，以8HiHBM為例，在2Gbps引腳速率的相同工作條件下，使用MR-MUF工藝的HBM產品相較TC-NCF工藝在最大結溫方面降低了14℃。該先進封裝技術在采用了改進的EMC后，很好的改善了由于芯片減薄導致的翹曲問題，同時還實現生產效率提高了3倍，散熱性能提高了2.5倍。4◆MR-MUF堆疊技術剖面示意圖資料來源：SK海力士官網，Semianalysis，平安證券研究所4◆MR-MUF與TC-NCF工藝結溫對比2.5EMC為MR-MUF主要間隙填充材料EMC（EpoxyMoldingCompound，環氧樹脂模塑料）為MR-MUF主要間隙填充材料。EMC是用于半導體封裝的一種熱固性化學材料，由環氧樹脂作為基體，并加入各種添加劑和填充劑混合而成，主要應用于半導體封裝工藝中的塑封環節，屬于技術含量高、工藝難度大、知識密集型的產業環節。在塑封過程中，封裝廠商主要采用傳遞成型法將環氧塑封料擠壓入模腔并將其中的半導體芯片包埋，在模腔內交聯固化成型后成為具有一定結構外型的半導體器件。當前SK海力士使用MR-MUF技術時主要采用EMC進行芯片間隙填充。EMC為MR-MUF主要間隙填充材料資料來源：SK海力士官網，華海誠科招股書，平安證券研究所EMC模塑成型的簡要工藝流程圖2.6混合鍵合是突破互聯密度限制以及實現高效集成的關鍵技術采用微凸塊和混合鍵合方法的垂直分層示意圖考慮到高帶寬存儲需求持續增長對芯片堆疊層數及密度的提升，未來混合鍵合有望成為HBM主流堆疊技術。當前3D內存堆棧和異構集成技術被視為突破摩爾定律物理極限的關鍵技術，兩者對互聯密度均提出了極高的標準，而混合鍵合技術作為電子器件突破互聯密度限制以及實現高效集成的重要技術恰好能夠滿足該需求?；旌湘I合技術的顯著優勢在于無凸塊設計，其摒棄了傳統的焊料凸塊轉而采用更先進的直接銅對銅的連接方式。與微凸塊技術相比，混合鍵合技術能夠顯著減少電極的尺寸，這不僅提高了單位面積內的I/O數量，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，混合鍵合技術通過縮小芯片間的間隙，由此實現大容量封裝，能夠進一步提高HBM產品的帶寬和容量。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焊料熱壓鍵合和混合鍵合Pitch比較資料來源：SK海力士官網，Intel官網，平安證券研究所韓系廠商為當前HBM市場絕對主力供應。SK海力士作為AI存儲領域先行者，產品覆蓋HBM全世代產品，得益于先行優勢，SK海力士市占率全球領先并成為英偉達核心HBM供應商，三星則憑借其在存儲領域長期積累的技術實力以及和AMD保持的長期戰略伙伴關系，相關產品持續通過驗證并放量，市場份額緊隨SK海力士，而美光不論是供應產能還是市場份額方面均有所落后，選擇跳過HBM3直接進入HBM3e。從HBM3e供應進展來看，根據TrendForce，24Q1SK海力士率先通過驗證，美光緊跟其后，并計劃于24Q1量產HBM3e產品，三星由于遞交樣品時點相對略晚，預計其HBM3e將于24Q2才開始正式出貨。HBM3及HBM3e供應商進展資料來源：TrendForce，平安證券研究所3.2SK海力士：全球領先的AI存儲廠商，市場份額占全球半壁江山基本技術，公司HBM產品綜合性能優勢突出，及時滿足了AI對高帶寬存儲的增長需求，市場份額全球領先。公司于24Q1實現HBM3e出貨，當前良率接近80%，公司正與臺積電合作開發為了保持在HBM領域的持續領先地位，6月30日SK海力士宣布計劃在2028年前投資約82萬億韓元用于HBM。此前，公司表示計劃投資20萬億韓元建設M15X晶圓廠，該生產基地主要以制造DRAM為主，預計于2025年底開始運營，該工廠將進一步優化公司HBM的生產效率。另外，SK海力士還計劃投資38.7億美元建設位于印第安納州西拉斐特的先進封裝工廠，用于生產HBMSK海力士HBM產品發展歷程及規劃資料來源：SK海力士官網，平安證券研究所SK海力士營收情況（按產品劃分）3.3三星：全球存儲芯片龍頭，持續加大HB三星作為全球存儲芯片龍頭之一，不論是研發技術還是市場影響力均是行業領先水平，由于技術路徑差異和市場戰略定位等原因，三星HBM市占率略低于SK海力士位居全球第二。24年2月三星發布首款12層HBM3e，相較8層HBM3，在帶寬和容量上大幅提升超過50%，垂直密度提高20%。與SK海力士用MR-MUF生產HBM3e不同，三星主要采用先進TC-NCF技術，使得12層和8層堆疊產品的高度保持一致。此外，三星還計劃在2026年推出16層HBM4產品。為了提高市場份額并縮短與SK海力士的差距，一方面，三星通過改組及新設持續優化HBM研發團隊，另一方面，公司積極擴建HBM產三星HBM產品技術路演圖資料來源：三星官網，平安證券研究所三星HBM-PIM產品結構示意圖由于美光在HBM領域的進展相對落后于SK海力士和三星，公司選擇直接跳過HBM3進行HBM3e研發，其功耗相對同業競品低30%，公司HBM3e在FY24Q2便實現出貨并將用于英偉達H200Ten預計HBM產品將在FY24創造數億美元的收入，在FY25將貢獻超十億美元的收入。當前公司已完成12層HBM3e送樣，預計將于FY25實現規模出貨，HBM4則有望在2026-2027年期間推出。資本支出方面，FY24公司資本支出將接近80億美元，同時公司預計FY25資本支出將占總收入30%，主要用于支持HBM封測設備、晶圓廠和后端的基礎設施建設。此外，公司2024/2025年的HBM產能已基本售罄。資料來源：美光官網，平安證券研究所4.1投資建議與關注標的當前AI算力持續高景氣背景下，HBM作為AI硬件/系統提升算力性能的重要內存技術，市場需求呈現強勁增長態勢。另外，根據美光數據，同一節點/容量條件下，HBM3e的產能消耗是DDR5三倍，同時考慮到TSV、MR-MUF等先進封裝技術對半導體設備、材料、封測環節的高標準要求，以及當前原廠積極擴產計劃，相關產業鏈有望持續受益。半導體材料方面，建議關注雅克科技、聯瑞新材、華海誠科；半導體設備方面，建議關注精智達、賽騰股份、長川科技；封測端則建議關注通富微電、深重點公司預測與評級股票簡稱股票代碼68853569.20通富微電00215623.40212.7聯瑞新材68830051.3754.640.8雅克科技00240969.2256.7精智達68862742.43賽騰股份6032834.094.855.8330060432.15459.342.3000021香農芯創30047531.50資料來源：Wind，平安證券研究所（聯瑞新材為平安證券有色與新材料團隊覆蓋標的，其余未覆蓋標的盈利預測為Wind一致預期）雅克科技主營業務涉及電子材料、LNG保溫絕熱板材和阻燃劑三大業務。其中，公司前驅體產品國際范圍內技術領先，產品應用于半導體集成電路存儲、邏輯芯片的制造環節，主要銷售給三星電子、英特爾、臺積電、SK海力士、中芯國際、長江存當前公司前驅體產品基本實現12寸大客戶群體的全面覆蓋，多款新產品目前送樣測試進程順利。另外，子公司江蘇先科宜興生產基地建設順利，硅類前驅體產品已經穩定出貨，產能持續爬坡中，High-K前驅體和金屬前驅體產品樣品出貨正常，已經雅克科技營收情況0資料來源：Wind，平安證券研究所雅克科技歸母凈利潤情況86420-40%公司為國內領先的無機填料和顆粒載體供應商。公司持續聚焦高端芯片（AI、5G、HPC等）封裝、異構集成先進封裝（Chiplet、HBM等）、新一代高頻高速覆銅板（M7、M8）等下游應用領域的先進技術，持續推出多種規格低CUT點Lowα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。當前公司研發創新項目順利推進，UF用亞微米球形氧化鋁開發、晶圓級芯片封裝用球形二氧化硅開發項目已進入工程化階段；超低損耗高速基板用球形二氧化硅開發項目等進入產業化階段；環氧塑封料用球形硅微粉流動性提升項目、先進毫米波雷達用球形硅微粉開發等項目已經實現產業化并結聯瑞新材營收情況聯瑞新材歸母凈利潤情況00-20%資料來源：Wind，平安證券研究所華海誠科致力于半導體封裝材料環氧塑封料和組裝材料電子膠黏劑的研發、生產和銷售，是國內少數芯片級固體和液體封裝材料研發量產的專業工廠。在先進封裝領域，公司顆粒狀環氧塑封料（GMC）可以用于HBM封裝，該產品已成功通過多個客戶考核通過，自主研發的GMC制造專用設備已經具備量產能力并持續優化；公司已經完成驗證的芯片級底填正在處于前期量產準備階段，和最終客戶協同開發的適用于“芯?！狈庋b的特殊性能底部填充膠正在認證考核，公司新購置一套LMC專用壓縮模塑設備，進一步加快了LMC產品的研發進度。針對部分客戶的特殊要求，公司還開發了非流動型底部填充材料。華海誠科營收情況0資料來源：Wind，平安證券研究所-20%0華海誠科歸母凈利潤情況-200%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04◆精智達營收情況4◆4◆精智達營收情況0022-50%資料來源：Wind，平安證券研究所4.6賽騰股份：3C+半導體雙輪驅動，賽騰股份是一家專業提供智能制造解決方案的高新技術企業，主要從事智能制造裝備的研發設計、生產銷售及技術服務，公司在深耕消費電子的同時積極拓展半導體等行業市場，通過收購全球領先的晶圓檢測設備供應商日本OPTIMA進入晶圓檢測及量測設備領域，并成為Sumco、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。收購以來，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。賽騰股份營收情況賽騰股份歸母凈利潤情況00資料來源：Wind，平安證券研究所4.7長川科技：橫向并購完善產業鏈布局，高端測試設備替代可期長川科技自成立以來始終專注于集成電路測試設備領域，產品覆蓋測試機、分選機、探針臺、AOI域，并獲得長電科技、華天科技、通富微電、士蘭微、華潤微電子、日月光等多個一流集成電路企業的使用和認可，以自主研發的產品實現了測試機、分選機的部分進口替代。為持續完善產業鏈布局，一方面，2019年公司完成對STI的收購，STI的穩定的合作關系。此外，公司在2023年收購了EXIS，EXIS在轉塔式分選機細分領域積累了豐富的經式分選機、平移式分選機、轉塔式分選機的產品全覆蓋。4◆長川科技營收情況4◆長川科技歸母凈利潤情況0-40%0-200%資料來源：Wind，平安證券研究所4.8通富微電：國內封測領先企業，先進封裝占比逐年走高通富微電是國內半導體集成電路封裝與測試龍頭，根據公司23年年報，公司連續多年躋身全球半導體封測企業前十。當前公司主要提供集成電路封裝測試一站式服務，包含集成電路的設計與特性仿真、晶圓中道封裝及測試、系統級封裝及測試服務。產品主要應用于智能移動終端、汽車電子、數據中心、人工智能等領域，產品基本實現從傳統封裝到中高端封裝的全覆蓋。智能時代，其領先的VISionS平臺和2.5D/3D先進封裝技術優勢明顯，不斷突破高端封裝領域。當前公司超大尺寸2D+封裝技術、3維堆疊封裝技術、大尺寸多芯片chiplast封裝技術已驗證通4◆通富微電營收情況4◆通富微電營收情況086420資料來源：Wind，平安證券研究所公司為全球領先的專業電子制造企業，構建了以存儲半導體、高端制造、計量智能終端為三大主營業務的發展戰略。在半導體封測業務領域，公司主要從事高端存儲芯片的封裝與測試，產品包括DRAM、NANDFLASH以及嵌入式存儲芯片，作為國內領先的獨立DRAM內存芯片封裝測試企業，公司研發工程團隊行業經驗豐富，具備多層堆疊封裝工藝能力和測試軟硬件開發能力。當前公司在先進封測領域積極布局，不僅成立了先進封裝研發中心，還與高校和業內知名企業保持深度合作，共同開展先進封裝工藝技術的聯合研發。2023年，公司完成16層堆疊技術研發并具備量產能力，超薄POPt封裝技術（Packageon深科技營收情況4◆深科技歸母凈利潤情況0-10%-20%86420-40%-80%資料來源：Wind，平安證券研究所4.10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2023年5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