随着生成式人工智能（AI）的持续火爆，市场对于高性能AI芯片的需求，也带动了此类AI芯片内部所集成的高带宽内存（HBM）的需求爆发。

根据市场研究机构Gartner的预测，2023年全球HBM营收规模约为20.05亿美元，预计到2025年将翻倍成长至49.76亿美元，增长率高达148.2%。

作为HBM市场的领导厂商，SK海力士最新公布的2023年财报也显示，受益于AI市场的需求，其HBM3的营收较2022年增长了5倍以上。

去年年底，韩国媒体还曾爆料称，已分别向SK海力士和美光预付了7000亿至1万亿韩元的预付款，用于订购大量 HBM3e内存，为其 AI 领域的下一代产品做准备。

不久前美光CEO Mehrotra也曾指出，其专为AI、超级计算机设计的HBM3E预计2024年初量产，有望于2024会计年度创造数亿美元的营收。Mehrotra还对分析师表示，“2024年1——12月，美光HBM预估全数售罄”。

目前HBM市场的供应商只有SK海力士、三星、美光三家，且产能都比较有限。


韩国芯片巨头决战HBM

行业预测表明，三星电子将通过大量设备投资显着扩大其高带宽内存（HBM）生产能力。这加剧了与SK海力士的行业领先地位竞争，SK海力士将于今年上半年开始量产其第五代HBM3E产品。

截至1月23日，预计SK海力士去年最后一个季度来自HBM的销售额超过1万亿韩元，这是历史上的首次。去年HBM市场规模达到40亿美元左右，SK海力士以20%的市场份额巩固了领先地位。

此外，SK海力士计划于今年上半年开始量产下一代HBM3E，巩固其在全球半导体元件市场高附加值产品线中的领导地位。今年早些时候，在美国拉斯维加斯举行的 CES 2024 上，SK 海力士总裁 Kwak No-jung 表达了对该公司业务的信心，并表示：“SK 海力士是 HBM 市场明显的领导者。”

另一方面，三星电子从去年第四季度开始扩大第四代HBM3供应，目前正进入一个过渡期，相关销售额开始显着反映在其业绩中。不过，三星电子预计将着手大规模的设备投资，以提升其整体产品生产能力，以加速其追赶。

预计两家公司之间的关键战场将是 HBM3E。HBM3E预计将安装在英伟达明年下半年销售的下一代AI芯片中，三星电子和SK海力士预计将为此展开激烈的供应订单竞争。

SK海力士自2013年开始与Nvidia合作开发HBM，积累了十年的生产技术，在定价方面也被视为具有竞争优势。SK海力士于去年8月成功开发了HBM3E，目前正在通过向包括Nvidia在内的主要客户提供样品进行性能验证程序。

三星电子仍有扭亏为盈的机会。该公司计划到今年第四季度将 HBM最大产量提高到每月 150,000 至 170,000 件。

此外，三星电子继续积极投资。三星电子美国DS部门副总裁Han Jin-man近日对记者表示：“今年我们的HBM CAPEX增加了2.5倍以上，尽管内存制造商的投资能力面临挑战，但三星预计明年保持这个水平。”


HBM芯片的代工产能测算

@Morris.Zhang 认为，2024年SK海力士、美光、三星这三家的HBM产能会扩产到75万片/年，以12层的HBM3e当前良率90%计算，约可切出750颗/wafer，即2024年全球总计能够产出超过5600万颗的HBM产能（12层 + 8层），上半年产能比例略小；12层HBM颗粒的渠道单价测算是$250+/颗，那么此前传闻的英伟达斥资约13亿美元预定的HBM订单，仅能预定520万颗，仅占2024年总产能的小部分。

补充说明：12层HBM颗粒的渠道单价测算$250+/颗，价格相比一年前略有上浮；换一个测算角度：目前在AI-HPC计算芯片上，通常6颗容量16GB的HBM3颗粒的合计成本约$1500+，相当于$15.6/GB；换算到H100 SXM5，6颗HBM3 80GB，相当于$18.75/GB，约占芯片物料成本的50%+。

倘若基于2024年CoWoS产能来算：

英伟达预定了至少约14+万片wafer（包含台积电12万片以及作为第二供应商的Amkor 2-3万片产能，后者良率较低），设想平均38%良率切出450+万颗GPU，那么每GPU搭配6片颗粒，即需要至少2700+万颗HBM，意味着英伟达仅采购HBM都需要花费68亿美元。

倘若按照2024年全球的GPU+HBM组合的产能来算：

截至Y24-Q4，各家CoWoS GPU产品的预定产能大约900万颗，结合明年三家HBM原厂的扩产计划总计近6000万颗HBM（12层为主，8层略少）；这两份供应数据就是吻合的。同时也说明2024年的CoWoS和HBM产能都是充足的。

不过虽然产能不缺，但是上述数据毕竟是“年度计”，很多产能直到Y24-Q4才会开出，而各家预定的产能当然是越早越好，时效性是关键条件，上半年初的机会窗口更重要，倘若下半年才开始投产，黄花菜就凉了。

注释 1：上述谈到的CoWoS全球封装产能是估算约30万片wafer，包括台积电27万片 + 安靠4万片（估算晶圆数据约有1万误差，且后者作为second source的Amkor良率很低）；以及，这些晶圆流片的工艺节点都集中在5nm和3nm，因此yield%保守平均估计在最高38%，约切出900万颗GPU die；每颗GPU搭载6片HBM颗粒是假定最小配置，如AMD MI300 GPU是搭配8片HBM颗粒。则2024年全球的HBM颗粒总需求估算为5500万颗（12层为主）。

诸如英伟达RTX系列使用GDDR6颗粒的消费卡，不会算入CoWoS产能；上述的英伟达14万片wafer是特指Hopper和B100（5nm/3nm），估算2024年英伟达HBM颗粒订单需求是2700万颗。

注释 2：虽说三星也计划导入全栈CoWoS，但了解到2024年可能开不出产能，2025年可能对三星更有利，作为同时供应HBM和CoWoS的IDM，工艺特点和价格优势是显见的。

其次，诸如UMC和GlobalFoundries等产线也可以做前道65nm interposer（但是这两家的工艺节点微缩到14nm就停止了，没有先进制程），因此即不能代工前道的先进工艺logic和interposer，也不能完成一条龙的CoWoS全栈。

另外，倘若Y25 INTC IFS 独立运营，其封装方案也值得观望。


国内明年存储整体扩产能是大概率事件

从产业链看的话，国内高端HBM目前做不了，所以实质受益的主要是能供应海外的公司。但在存储回暖+国产替代的背景下，国内明年存储整体扩产能是大概率事件：

NAND方面，长江存储的232层3D NAND已经做到业内领先水平，但目前全球3D NAND月产能200万-300万片，国内月产能占比不到5%，所以大规模扩产是大概率事件，并且3D NAND对光刻设备的技术要求不高，所以没有太大阻碍。

DRAM方面，主要是手机需求回暖，国产化渗透率要提升，所以合肥长鑫等DRAM厂商扩产也是大概率事件。

存储扩产有利于稳定明年设备的需求预期，有机构表示预计2024年全球晶圆厂设备支出达到1000亿美元，同比增长14%，其中国内设备国产化率有望提升至30%左右，国产设备厂商订单有望重回高速增长，进入下一轮上行周期。

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。

（1）设备端：TSV和晶圆级封装需求增长。前道环节，HBM需要通过TSV来进行垂直方向连接，增加了TSV刻蚀设备需求；中段环节，HBM带来了更多的晶圆级封装设备需求；后道环节，HBM的多芯片堆叠带来diebond设备和测试设备需求增长。

（2）材料端：HBM的独特性主要体现在堆叠与互联上。对于制造材料：多层堆叠对于制造材料尤其是前驱体的用量成倍提升，制造材料核心厂商包括：雅克科技、神工股份等；对于封装材料：HBM将带动TSV和晶圆级封装需求增长，而且对封装高度、散热性能提出更高要求，封装材料核心厂商包括：联瑞新材、华海诚科、飞凯材料等。