半导体行业点评:HBM芯片:海外限制政策或持续收紧 国产供应链有望深度受益

陈蓉芳/陈瑜熙 2024-10-27 08:26:12
机构研报 2024-10-27 08:26:12 阅读

  投资要点:

      HBM 缓解内存墙问题,对AI 产业至关重要。在高性能计算、数据中心、人工智能(AI)应用中,顶级高算力芯片的数据吞吐量峰值在数百TB/s 级别,但主流DRAM内存或显存带宽一般为几GB/s 到几十GB/s 量级,与TB/s 量级有较大差距,DRAM 内存带宽成为制约计算机性能发展的重要瓶颈。较传统DDR,HBM 具有高速及带宽、低功耗、小体积等特点,满足AI 高性能动态存储需求。

      海外限制政策或持续收紧,HBM 可能成为新的制裁方向。美国商务部已经分别于2022 年10 月7 日和2023 年10 月17 日对中国半导体进口进行了两次限制,限制方向主要集中在半导体设备和先进芯片。按照此前惯例,我们认为美国商务部近期可能在半导体领域继续扩大管制范围,其中HBM 可能是其新的发力方向。

      HBM 的关键在于先进封装。HBM 上部分由多层DRAM 堆叠组成,不同DRAM 芯片之间以及DRAM 和逻辑芯片之间利用TSV(硅通孔)和微凸块(Micro bump)实现通道连接。其中TSV 的制备工艺分为三类:Via First、Via Middle 和Via Last。

      以Via First 为例,相关工艺包括TSV 制备-CMP(化学机械平坦化)-FEOL(IC 前道工序)-Thinning(减薄)-BEOL(IC 后道工序);Bump 工艺方面,凸块间距尺寸(Bump Pitch)越小,意味着凸块密度越大,封装集成度越高,相对工艺难度越大。当凸块间距超过20μm,内部互连技术采用基于热压键合(TCB)的微凸块连接技术;而未来HCB(混合铜对铜连接)则能实现更小凸块间距(10μm 以下)和更高的凸块密度,并带动带宽和功耗双双提升。

      HBM 需求持续增长,相关国产供应链有望深度受益。随着AI 技术持续发展,主流GPU 芯片的HBM 用量提升,英伟达最新发布的B100 和B200 内存达到192GB,使用8 颗HBM3E。国内HBM 相关产业也在快速发展,据Trendforce 报道,国内存储厂商武汉新芯(XMC)和长鑫存储(CXMT)正处于HBM 制造的早期阶段,目标2026 年量产,根据武汉新芯招股说明书(申报稿),公司12 英寸集成电路制造生产线三期项目计划建设一条规划产能5.0 万片/月的12 英寸特色工艺晶圆生产线,其中三维集成业务相关产能合计4.0 万片/月。同时国内厂商的扩产也将持续利好国内半导体设备和半导体材料厂商。

      投资建议。随着海外限制政策或持续收紧,国内HBM 产业链有望加速发展,封测厂、设备厂商和材料厂商将持续受益。建议关注:1)封测厂:长电科技、通富微电、深科技、汇成股份;2)半导体设备:芯源微、中科飞测、盛美上海、赛腾股份、拓荆科技、华海清科;3)半导体材料:飞凯材料、天承科技、艾森股份、德邦科技、联瑞新材、华海诚科。

      风险提示:中美贸易摩擦带来的供应链风险;宏观经济变化及行业景气度不及预期;行业政策变化

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