随着AI半导体竞争不断加剧，芯片代工产业因需求停滞和产能过剩，面临新挑战。AI关键的高带宽内存（HBM），也陷入主导地位争夺战。

韩媒Business Korea报道，三星已将泰勒厂运营时间从2024年底延至到2026年，可能考虑到代工市场而调整投资速度。今年全球芯片代工产业前景，台积电总裁魏哲家表示，今年全球芯片代工产业增长从上次说明会20%，下修至14%-19%。

此外，EUV曝光设备市场需求也暴跌，从去年第四季的56亿欧元降至今年第一季的6.56亿欧元，降幅达88.4%。也因此，在需求降低的状况下，明年新厂将激活，也使人们担心产能过剩问题。

目前台积电在美国亚利桑那州的两座厂将分别于2025、2028年投产；日本熊本厂已于2月开业，第二间工厂将于2027年前投产。至于英特尔则计划在美国、欧洲和以色列各地创建新的代工厂。

对AI半导体相当重要的HBM市场，三星与“SK海力士与台积电联盟”竞争逐渐加剧。目前三星电子2月成功开发业界首款最高容量的12层HBM3E，试图重新夺回市场主导地位，第二季连同8层产品一起供货英伟达（Nvidia），下一步目标是推出16层HBM4。


HBM：不惜一切为带宽

考虑到现代类型内存的性能规格和功能，HBM 在带宽需求大的应用程序中如此受欢迎的原因显而易见。每个堆栈的速度约为 1.2 TB/s，任何传统内存都无法在带宽方面击败 HBM3E。但这种带宽是有代价的，并且在容量和成本方面存在一些限制。

人工智能工程联盟MLCommons的执行董事 David Kanter 表示：“HBM 不仅具有优越的带宽，而且还具有功耗，因为距离很短。” “主要弱点是它需要先进的封装，目前限制了供应并增加了成本。“但 HBM 几乎肯定会永远占有一席之地。”

HBM 的这些特性使得 DDR、GDDR 和 LPDDR 类型的内存也用于许多需要带宽的应用，包括 AI、HPC、图形和工作站。美光表示，这些容量优化和带宽优化类型内存的开发正在迅速进行，因此人工智能硬件开发人员对它们有明确的需求。

美光计算和网络业务部高级经理 Krishna Yalamanchi 表示：“HBM 是一项非常有前途的技术，其市场未来增长潜力巨大。” “目前应用主要集中在人工智能、高性能计算等需要高带宽、高密度、低功耗的领域。随着越来越多的处理器和平台采用它，该市场预计将快速增长。”

有分析人士指出，自 2012 年以来，训练模型以每年 10 倍的速度增长，而且看起来[增长]并没有放缓。”

特别有趣的是，那些需要 HBM 的公司往往会在一夜之间采用该标准的最新版本。

为此Gartner预测，高带宽内存的需求预计将从 2022 年的 1.23 亿 GB 激增至 2027 年的 9.72 亿 GB，这意味着 HBM 位需求预计将从 2022 年占 DRAM 整体的 0.5% 增加到 2027 年的 1.6%这一激增归因于标准 AI 和生成 AI 应用中对 HBM 的需求不断升级。

Gartner分析师认为，HBM收入将从2022年的11亿美元增至2027年的52亿美元，而HBM价格相对2022年的水平将下降40%。Gartner指出，由于技术进步和内存制造商的承诺不断增加，HBM 堆栈的密度也将增加，从 2022 年的 16 GB 增加到 2027 年的 48 GB。与此同时，美光似乎更为乐观，预计在 2026 年左右推出 64 GB HBMNext (HBM4) 堆栈。HBM3 和 HBM4 规范允许构建 16-Hi 堆栈，因此可以使用 16 个 32-Gb 器件构建 64 GB HBM 模块，但这将要求内存制造商缩短内存 IC 之间的距离，其中包括使用新的生产技术。

鉴于 Nvidia 占据了计算 GPU 市场的最大份额，该公司很可能成为业界最大的 HBM 内存消费者，并且这种情况将持续一段时间。

但我们也不得不承认，HBM难度极大。


HBM供不应求，海力士、三星积极扩产

如今AI领域发展得如火如荼，HBM的市场规模也随之水涨船高。

据悉，当下主流AI训练芯片均使用HBM，一颗GPU配多颗HBM。其中，英伟达1颗H100配5颗HBM3、容量80GB，H200使用6颗HBM3E（全球首颗使用HBM3E的GPU）、容量达144GB。

3月18日，英伟达宣告称，公司的B100和B200使用192GB（8个24GB8层HBM3E），HBM用量进一步提升。

此外，超威半导体（AMD.US）的MI300系列、谷歌的TPU系列均使用HBM。

在具体的市场规模方面，据了解，在AI没有爆发之前，市场预测全球HBM将平稳增长至一个100亿美元的市场。

而根据新的测算，2023年HBM市场规模为40亿美元，预计2024年增长至150亿美元，到2026年增长至接近250亿美元，年复合增速高达80%以上。

值得注意的是，于2023年11月，海力士CEO称，预计到2030年，海力士每年HBM出货量将达到1亿颗，隐含产值规模将接近300亿美元，假设届时海力士市场份额为50%，则整个市场空间将在500亿美元左右。

在竞争格局方面，HBM的供应由SK海力士、三星电子和美光科技（MU.US）三大厂商垄断，2022年三者的份额分别为50%、40%、10%。

其中，SK海力士是HBM先驱，HBM3全球领先，与英伟达强绑定、是英伟达主要HBM供应商，三星电子紧随其后，美光科技则正在积极追赶中，HBM3E进度直逼SK海力士。

目前，当下的HBM市场处于供不应求状态。

而三家大厂垄断市场，彼此之间的竞争也比较激烈。其中，SK海力士和三星电子均计划在2024年将HBM产能提升2倍以上。

另外，SK海力士已在今年3月宣布开始量产8层HBM3E，3月底开始发货；美光科技则跳过HBM3直接做HBM3E，已于2月底宣布量产8层HBM3E；三星电子则在今年2月底发布12层HBM3E。

需要指出的是，近两年芯片领域一片“寒意”，SK海力士、三星电子和美光科技一度遭遇业绩暴降，甚至出现巨亏的情况。

据美光科技披露了2024财年第二财季（截至2月29日）的业绩显示，在美国公认会计准则下（GAAP），期内美光科技实现营收58.24亿美元，同比增长57.70%；净利润为7.93亿美元，同比、环比均实现扭亏；摊薄后每股收益为0.71美元；非公认会计准则净收益为4.76亿美元，摊薄后每股收益0.42美元。

美光科技CEO认为，在AI带来的机遇中，美光是半导体行业最大的受益者之一。

之所以这么说，是因为美光科技于今年2月26日宣布开始量产HBM3E高带宽内存（第五代HBM，是市场针对AI应用的最高规格DRAM产品）。

在第二财季电话会上，美光科技披露，公司新品HBM3E芯片今年的产能已全部卖光，明年的大部分产能也已经被预定。

而HBM3E将供给英伟达（NVDA.US）的AI芯片H200GPU。

美光科技还预计，2024财年，HBM系列产品将为公司带来数亿美元的营收，甚至有望比肩公司第二大业务—NAND业务。

美光科技的情况如此，SK海力士和三星电子也都受益于HBM产品的爆发。


工艺、设备、材料国内厂商不断导入，国产自主可控进程加速

半导体先进封装尤其是HBM CoWoS封装核心增量来自Bumping、TSV、RDL等工艺，增量需求最大的设备主要为检/量测、减薄、电镀、键合、模塑机台，并且先进封装也为激光切割机、固晶机、回流炉、后道测试机/分选机/探针台等传统封装设备带来一定需求提升。

用于高端先进封装的设备份额主要为海外厂商占据，例如先进封装检/量测领域的Camtek、ONTO；减薄领域的DISCO；电镀领域的AMAT、ASMPT；键合领域的SUSS、EVG Group；塑封领域的TOWA、YAMADA等；芯片贴装领域的BESI等。由于AI等领域需求旺盛，Camtek、BESI、SUSS等厂商面向先进封装如HBM和异构集成、AI应用的订单均创下历史新高，并仍在持续增长；

用于高端先进封装的材料品类繁多，且更为分散，主要包括IC封装载板、ABF基板层介电材料、制造封装基板核心层材料、环氧树脂固态封装材料、导线架、焊线材、底部填充剂等，市场份额大多被美国、日本、德国厂商占据，核心供应商包括日本住友化学、日本昭和电工、美国杜邦等。

AI对GPU高带宽需求将催生HBM将近百亿美金市场，以HBM为代表的先进封装封测技术、设备和材料等需求有望持续提升。据前文预计，到2024年HBM有望营收至89亿美元。以HBM为代表的先进封装市场对封测技术、先进封装设备及材料需求持续增长，同时国内先进封装封测、设备、材料等产业链有望持续受益，国内厂商在相关领域不断导入。