未来四年HBM市场将飙升52%

DRAM产业在生成式AI中受益匪浅，未来DRAM产业格局将发生重大变化。

市场研究公司Omdia最新分析显示，SK海力士第三季度在DRAM领域的市场份额已达到35%。随着高带宽内存（HBM）在人工智能时代（AI）的重要性日益增加，预计DRAM行业将转向以质量为中心的“赢者通吃”。

Omdia高级研究员Jung Sung-kong表示，DRAM产业从生成式AI中受益匪浅，未来DRAM产业格局将发生重大变化，在生成式AI蓬勃发展下，AI和机器学习技术可望成为推动DRAM需求的中长期因素，而HBM市场目前增长显著。

HBM产品问世至今，HBM技术已经发展至第四代，第五代HBM3E已在路上。随着AMD、英伟达等推出的GPU竞相搭载HBM芯片，HBM正成为HPC军备竞赛的核心。

Omdia研究显示，从2023年到2027年，DRAM市场收入的年增长率预计为21%，而HBM市场预计将飙升52%。HBM今年在DRAM市场收入中的份额预计将超过10%，到2027年将接近20%。

Jung指出，随着AI浪潮带动AI服务器的发展，全球科技巨头纷纷竞购HBM，尽管HBM制造商计划明年将产能增加一倍以上，但长达52周的积压订单似乎不足以满足需求。

SK海力士是目前全球唯一量产新一代HBM3产品的供应商。HBM的平均价格比传统DRAM高5至7倍，更换周期则短了1至2年，SK海力士在DRAM领域的市场份额也因此增加，第三季度的市场份额为35%，创历史新高。

Omdia预计HBM的需求将继续超过供应。此外，从明年开始，DRAM公司可能会越来越关注HBM等高端产品，从而将主流产品置于较低的优先级。

报道称，以往厂商通过专注于高需求产品来获得成本竞争力，从而增强业务竞争力，这种做法也有望改变。由于HBM属于优质产品，其良率不易提高，因此保证质量对于扩大市场供应至关重要。

AI热潮下，存力站上风口，美光总裁兼CEO梅赫罗特拉更放出“AI即内存”的豪言——“当你展望未来时，它就等于人工智能，而人工智能等于内存。”

在所有存储芯片中，HBM被看做是“最适用于AI训练、推理的存储芯片”。

HBM打破内存带宽及功耗瓶颈。其主要基于与处理器相同的“Interposer”中介层互联实现近存计算，显著减少数据传输时间，且节省布线空间。而基于TSV工艺的堆叠技术则显著提升了带宽，并降低功耗和封装尺寸。更有数据显示，3D TSV工艺较传统POP封装形式节省了35%的封装尺寸，降低了50%功耗，并且对比带来8倍带宽提升。

HBM正成为HPC军备竞赛的核心。算力需求井喷叠加产能受限，HBM价格高增，市场规模高速增长。从成本端来看， HBM平均售价至少是DRAM三倍；而此前受ChatGPT的拉动同时受限产能不足，HBM价格一路上涨，与性能最高的DRAM相比，HBM3的价格上涨了五倍。

落实到产业链环节上，HBM将拉动上游设备及材料用量需求提升。

TSV需求将增长带动电镀市场增长

TSV（Through-Silicon-Via，先进封装工艺中的重要一环）为HBM核心工艺，HBM需要通过TSV来进行垂直方向连接，该环节成本占比接近30%。

进一步来看，TSV通孔填充对性能至关重要，铜为主流填充材料。TSV加工流程包括孔成型、沉积绝缘层、减薄、电镀、CMP等。其中，铜凭借其超低电阻率和成本，被认为是最合适的填充材料。

TSV成本结构中通孔填充占比25%，先进封装驱动电镀市场持续增长。TSV工艺中，通孔蚀刻占比最高，为44%，其次为通孔填充和减薄，分别为25%和24%。TECHCET预计先进封装和高端互联应用中，电镀材料全球市场规模2022年接近10亿美元，到2026年预计超过12亿美元。

目前，英伟达H100GPU订单已排至2024年，CoWos成HBM重要瓶颈。HBM的高焊盘数和短迹线长度需要2.5D先进封装技术，以实现密集的短连接。而全球先进的封装厂商虽可以提供类似于CoWos的解决方案，但硅中介层仍需外购，这也进一步加大了AI芯片厂商对台积电CoWos的需求。

带动测试、固晶设备需求增长

HBM需要进行KGSD（KnownGoodStackedDie）测试，拉动测试需求。传统的DRAM测试流程包括晶圆级和封装级测试，晶圆级测试由老化测试、冷/热测试和修复组成，而HBM需要进行额外的预键合测试，以检测电路中的缺陷。除此以外，针对HBM中的TSV、散热问题均需要进行额外的测试，而HBM底部的Basedie也需要进行逻辑芯片的测试，测试需求相较于传统DRAM大幅增加。且由于HBM的I/O密度远大于DRAM，测试方案也需要重新开发。

随着存储芯片的制造节点不断缩小，封装尺寸和凸点间距也需要相应缩小，TCB/混合键合技术正在得到越来越多的青睐。混合键合推动键合步骤和设备单价增加。

审核编辑：刘清