AI系列之HBM-AI硬件核心-需求爆发增长-中泰证券_42页_3mb

电子行业深度报告：HBM与AI发展

核心内容

本报告聚焦于HBM（高带宽内存）在AI芯片中的作用及其市场发展情况，分析了HBM的技术特点、市场趋势、产业链布局及投资建议。

主要观点

• HBM是AI芯片性能发挥的关键，具有高带宽、低功耗、小面积的优势，是解决“存储墙”问题的首选方案。
• HBM市场预计在2024年将达到150亿美金，较2023年翻倍，主要受益于AI训练芯片的爆发式增长。
• 海力士、三星和美光三家公司垄断HBM市场，其中海力士是HBM的先驱，技术领先，三星紧随其后，美光因技术路线失误目前份额较低，但正在快速追赶。
• HBM制造过程中涉及先进封装技术，如TSV（硅通孔）、Micro bump和堆叠键合，这些技术带动了对先进封装设备和材料的需求。
• HBM的制程迭代和产品升级推动了对EUV光刻技术的使用，三星在该技术上处于领先地位，海力士和美光也在逐步推进。
• 在AI芯片中，HBM主要应用于训练芯片，而GDDR则用于推理芯片。

关键信息

HBM技术特点

• 高带宽：HBM通过3D堆叠结构和增加总线位宽实现高带宽，如HBM3E带宽可达1.2TB/s。
• 低功耗：HBM采用TSV技术缩短传输路径，降低功耗，同时I/O数据传输速度较慢。
• 小面积：相比GDDR和DDR，HBM在相同容量下占用面积更小。
• 成本高：HBM制造过程复杂，成本高于普通DRAM。

HBM市场增长

• 2024年HBM市场需求预计达150亿美金，较2023年翻倍。
• AI训练芯片如英伟达H100、H200、B100和B200，以及AMD的MI300系列均使用HBM。

HBM制程与技术发展

• HBM从HBM1发展到HBM3E，容量和带宽不断提升。
• 三星、海力士和美光在HBM市场占据主导地位，其中海力士和三星在2024年产能均提升2倍以上。
• 美光跳过HBM3直接开发HBM3E，2024年3月已开始量产。

HBM产业链布局

• 存储原厂：海力士、三星、美光。
• 设备：BESI、ASMPT、Camtek等。
• 材料：环氧塑封料、硅微粉、电镀液、前驱体等。
• 封测：通富微电、深科技、长电科技等。

投资建议

• 海外核心标的：海力士、三星、美光（存储原厂）；BESI、ASMPT、Camtek（设备）。
• 大陆相关标的：香农芯创、佰维存储、雅创电子（存储）；赛腾股份、精智达、新益昌（设备）；华海诚科、雅克科技、联瑞新材、兴森科技、深南电路（材料）；通富微电、长电科技（封测）。

风险提示

• 行业需求不及预期。
• 大陆厂商技术进步不及预期。
• 技术路线发生分歧。
• 研报使用的信息更新不及时。
• 计算结果存在与实际情况偏差的风险。

行业数据概览

• 上市公司数：480
• 行业总市值：6,290,396百万元
• 行业流通市值：3,127,038百万元

HBM市场结构

• 2022年海力士/三星/美光份额：50%/40%/10%
• 2024年预计HBM市场占比：18%（DRAM市场）

附录：重点公司基本状况

技术发展趋势

• HBM不断迭代，从HBM1到HBM3E，容量和带宽显著提升。
• 2024年HBM3E将量产，预计成为市场主流。
• 三星、海力士和美光在HBM市场中占据主导地位，且均加速推进下一代产品。

产业链分析

• 材料端：环氧塑封料、硅微粉、电镀液、前驱体等需求提升。
• 设备端：热压键合机、大规模回流焊机、混合键合机等需求增长。
• 封测端：通富微电、深科技、长电科技等公司在HBM封测领域占据重要位置。

未来展望

• HBM市场将在2024年迎来爆发式增长，预计达到150亿美金。
• 三星、海力士和美光将开启HBM的军备竞赛，扩大产能并加速产品迭代。
• 大陆HBM产业链相关公司有望受益于HBM需求增长，成为重要的供应链参与者。