全球AI浪潮持续爆发，算力与存力成为AI发展的核心驱动力。

数据中心基建、大模型参数和Token使用量高速增长背景下，云厂资本开支加码，带动存储产能需求激增。

产业端近期也迎来密集催化，SK海力士正和闪迪正在合作制定高带宽闪存（HBF）的标准；台积电超预期资本开支指引印证AI需求；GoogleTPUv9设计方案中3D堆叠与定制化HBM是关键方向；国内存储原厂明年量产12层HBM。

存储需求逻辑从单点突破转变为“HBM DRAM eSSD三维共振”，行业天花板被重塑。

当前AI驱动存储进入超级周期，相比于先进逻辑，国内存储具备全球竞争力，产业链各环节加速迎来国产替代机遇。

本文重点聚焦解析存储芯片HBM的产业链核心赛道、竞争格局与产业趋势。

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HBM行业概览

算力的强弱主要是由AI芯片决定，带宽由存储器决定，存力是限制AI芯片性能的瓶颈之一。

在AI服务器架构中，算力芯片的性能释放越来越受制于数据搬运效率与带宽瓶颈，存储不再只是配套器件，而是决定系统吞吐能力和单位算力效率的核心变量。

当前存储正在从“周期品”演化为AI基础设施中的“战略资源”，价值中枢明显上移。

HBM（高带宽内存）兼顾带宽和容量，完美契合AI芯片需求，成为AI加速卡（如GPU、TPU等）的搭载标配。

资料来源：行行查

随着HBM3E、HBM4爬坡，每颗HBM芯片消耗的晶圆产能是标准DRAM的约4倍。

YOLE数据显示，HBM市场在未来几年将迎来爆发式增长，主要受益于人工智能、高性能计算和数据中心等领域的强劲需求驱动，预计将在2030年达到980亿美元的规模。

存储芯片分类

存储芯片主要分为SRAM、DRAM、NAND、NOR等。

其中DRAM分为三种：

第一类是用在电脑、服务器中的标准DDR；

第二类是LPDDR系列用在手机和汽车等移动终端领域；

第三类是图形类DDR，在数据密集型场景使用，HBM就在这个分类下。

什么是HBM？

HBM，全称为HighBandwidthMemory，指高带宽存储器，是面向需要极高吞吐量的数据密集型应用程序的动态随机存取内存（DRAM）解决方案。

HBM是新型的CPU/GPU内存芯片，通过将多个DDR（DoubleDataRate，双倍速率同步动态随机存储器）芯片堆叠在一起，并与GPU封装在一起，实现大容量、高位宽的DDR组合阵列。

其采用3D堆叠技术，将DRAM裸片像摩天大楼一样垂直堆叠，并通过硅通孔（ThroughSiliconVia，简称“TSV”）技术将“每层楼”连接在一起，贯通所有芯片层的柱状通道传输信号、指令、电流，以增加吞吐量并克服单一封装内带宽的限制。

从带宽上讲，HBM提供的高带宽能够确保数据在处理器和存储器之间快速传输，从而提高整体的计算效率。

HBM的高带宽特性为GPU提供了充足的内存带宽，支持其高速数据处理需求，从而加速AIGC模型的训练和推理过程。

从功耗上讲，HBM具有较短的数据传输距离，功耗显著低于GDDR6等，为数据中心以及边缘端计算节省功耗。

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HBM产业链核心环节

HBM扩产并非传统DRAM意义上的“加线即放量”，其受限于先进DRAM制程、TSV工艺、晶圆减薄、堆叠封装、测试良率及CoWoS等先进封装能力，本质上是跨晶圆制造与封装测试的复合产能约束。

对产业链而言，存储超级周期的景气传导不只停留在存储芯片本身，更会进一步外溢至前道设备、先进封装设备、检测量测及高端材料等环节。

AI芯片生产瓶颈：HBM与先进封装＞逻辑晶圆：

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材料端

HBM制程与封装更复杂、单位比特晶圆面积消耗显著高于传统DRAM，从而抬升相关半导体材料消耗。

HBM核心之一主要体现在堆叠与互联上，多层堆叠对于制造材料尤其是前驱体的用量成倍提升。

对于封装材料，HBM将带动TSV和晶圆级封装需求增长，并对封装高度、散热性能提出更高要求。

环氧塑封料

由于3D堆叠导致芯片厚度较高，因此HBM需要用到特殊的颗粒状环氧塑封料（GMC）封装。

环氧塑封料是封装中的关键材料，用于保护芯片不受外界影响，产品性能直接影响芯片质量。

全球环氧塑封料量产由2家日系公司掌握，分别是日本住友和日本昭和。

为了解决HBM封装厚度增大和散热需求大的问题，环氧塑封料需要大量添加核心材料low-α球硅和low-α球铝，成本占GMC中的70%~90%。

low-α球硅和low-α球铝可以降低环氧塑封料的放射性，提高芯片的可靠性和稳定性。

日本住友和日本昭和这两家的国内供应商是联瑞新材，联瑞新材前身是东海硅微粉厂，专注于硅微粉的研发。此外，国内在环氧塑封料已有突破，华海诚科成功研发颗粒状环氧塑封料，料号齐全且形成覆盖传统与先进封装领域的全面产品布局。

此外，HBM产业链上游还包括电镀液、前驱体、光刻胶、IC载板等半导体原材料供应商。

各环节部分代表厂商包括光刻胶环节的彤程新材、鼎龙股份、晶瑞电材、南大光电、东材科技等；湿电子化学品主要布局厂商兴福电子、晶瑞电材、中巨芯-U、江化微等；以及电子特气环节的华特气体、金宏气体、雅克科技、南大光电、和远气体、昊华科技、中船特气、凯美特气、广钢气体、侨源股份等。

例如，雅克科技产品供应海力士、美光、三星等龙头客户，除前驱体之外还涉及SOD、LNG板材、硅微粉、电子特气、光刻胶等，逐步进展成为半导体平台型公司；艾森股份是国内传统封装用电镀液及配套试剂的主力供应商，先进封装用光刻胶配套试剂也已在长电科技、通富微电、华天科技等国内头部封测厂商使用。

TECHCET预计2029年半导体材料市场规模将超过870亿美元。

当前在先进制程持续演进背景下，工艺对污染容忍度下降，电子化学品的超高纯度、低颗粒与批次一致性要求显著提高，行业更偏向“技术 规模 客户验证”的综合能力竞争，订单与份额有望进一步向头部供应商集中。

HBM 的制造工艺流程：

资料来源：SK 海力士

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设备端

HBM芯片独特的3D堆叠结构带动了相关工艺设备的发展，层间键合和TSV等关键环节对设备提出了新的要求。

3D堆叠使得芯片在垂直方向上集成度大幅提高，需要专门的设备来实现层间的精确连接和垂直互联，驱动各环节设备需求增长。

前道环节：HBM通过TSV进行垂直方向连接，增加了TSV刻蚀设备需求。TSV是实现3D堆叠中垂直电气连接的关键技术，需要在硅晶圆上刻蚀出通孔并填充金属等材料，对刻蚀设备的精度和性能要求较高，增加了TSV刻蚀设备需求。

中段环节：HBM带来更多晶圆级封装设备需求。晶圆级封装可以在晶圆未切割时就完成大部分封装步骤，提高封装效率和性能，对于HBM这种高集成度芯片的封装起到重要作用。

后道环节：HBM的多芯片堆叠带来die-bond（芯片贴装）设备和测试设备需求增长。芯片贴装设备需要将多个芯片精确地贴装在基板上，测试设备则要对堆叠后的芯片进行功能测试和性能评估。

随着客户端验证持续推进、工艺协同能力增强及产业链本土配套逐步完善，国产设备有望在先进封装及AI相关新增设备需求中率先实现更高渗透。

HBM生产的核心难点在于晶圆级先进封装技术，先进封装技术TSV、凸点制造、堆叠键合是HBM制备的关键。

TSV（硅通孔技术）是HBM核心工艺，成本占比接近30%，是HBM封装成本中占比最高的部分。

其制作过程复杂，涉及到刻蚀、沉积、化学机械抛光等多个工艺步骤，且对设备的精度和稳定性要求极高。

TSV刻蚀：TSV刻蚀方法主要包括深反应离子刻蚀（DRIE）和激光刻蚀。

国外刻蚀设备主要由美国应用材料、泛林半导体占据，气体包括液化空气集团、默克、林德等。

国内中微公司、北方华创等推出的等离子刻蚀机，可实现一定程度的高深宽比刻蚀。

中微公司在2010年推出首台TSV深孔硅刻蚀设备PrimoTSV®，其提供的8英寸和12英寸硅通孔刻蚀设备可刻蚀孔径从低至1微米以下到几百微米的孔洞，在TSV设备领域具有较强的技术实力和市场竞争力。赛腾股份、亚威股份、芯碁微装等公司也提供生产HBM所需的关键设备。

半导体细分设备适配芯片不同工艺：

资料来源：行行查

TSV绝缘层制备：TSV孔内的绝缘层用于将硅衬底与孔内的传输通道隔离，主要使用化学沉积的方法沉积制作绝缘层。供应商主要包括国外KLA（SPTS）、应用材料和国内厂商拓荆科技等。

阻挡层和种子层制备：在电镀铜填充TSV通孔之前，需要制备阻挡层。供应商主要包括国外KLA（SPTS）和国内北方华创等。

电镀填充：硅通孔电镀铜工艺目前主要有大马士革电镀和掩模电镀两种。供应商主要包括国外厂商德国安美特、东京电子、Ebara、应用材料、泛林集团等；电镀液包括陶氏化学、乐思化学、上村、安美特、罗门哈斯等。国内设备商主要有盛美上海等，电镀液包括上海新阳、天承科技等。

CMP抛光：TSV工艺中引入了CMP技术，用于去除硅表面的SiO2电介质层、阻挡层和种子层。国外设备厂商主要包括应用材料、Ebara等；抛光垫、抛光液包括陶氏、FujiFilm、卡博特等。国内设备厂商包括华海清科、特思迪等，抛光垫、抛光液包括鼎龙股份、安集科技等。

混合键合：当封装从2D走向3D，混合键合有望成异构集成的首选。混合键合是将介电键SiOx与嵌入金属Cu结合形成互连的永久键合，在键合界面中嵌入了金属焊盘，实现了晶片的面对面连接。

荷兰BESI是全球混合键合设备龙头，市占率约60%-70%，HBM封装领域市占率超90%。拓荆科技是国内混合键合设备领军者，W2W键合设备（Dione 300）是国产首台量产级设备，性能达国际领先水平，进入大厂供应链。北方华创自主研发混合键合设备，聚焦2.5D/3D先进封装领域。百傲化学参股芯慧联新切入混合键合设备领域，聚焦W2W与D2W设备研发。

半导体先进封装设备：

检测/量测：由于HBM芯片结构复杂、集成度高，对制造过程中的缺陷检测和性能量测要求更加严格。HBM量检测市场仍由海外设备企业例如科磊半导体等厂商主导，国内精智达、精测电子、中科飞测、伟测科技、赛腾股份、睿励科学等厂商加速国产替代。

量测设备是半导体制造良率控制核心：

资料来源：行行查

CoWoS：台积电主导的先进封装核心技术，在先进封装发展下将“先进制程 异构集成”优势极致化，是AI大模型、超级计算等场景关键技术底座。

国内封测厂商如通富微电、长电科技、华天科技、晶方科技、甬矽电子、深科技、汇成股份等都在先进封装相关技术领域加速领域。

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HBM市场竞争格局

全球HBM市场竞争格局呈现高度集中态势。

HBM供应由三星、海力士和美光三大原厂主导，显示出极强的行业壁垒和技术壁垒。

海力士以54%的市场份额占据绝对主导地位，三星紧随其后，占比39%，美光占据7%的份额，其余厂商合计仅占0.2%。

海力士、美光、三星HBM技术进程：

资料来源：华泰研究

HBM目前总共有六代产品。

HBM存储技术自2013年SK海力士首次推出HBM1以来，经历了多次重要的产品迭代，包括HBM1、HBM2、HBM2E、HBM3、HBM3E和HBM4。

搭载HBM4的AI加速芯片2026年正式量产出货，核心需求方为英伟达与AMD两大GPU厂商。

目前英伟达的产品发布周期已从两年缩短至一年，加快各大内存公司在下一代HBM技术领域的竞争节奏。

NVIDIA和AMDAI芯片及HBM规格路线图（2024Q1至2026Q4）：

SK海力士：SK海力士开发的8层和12层HBM3E均为英伟达独家供应产品。自2026年4月（本月）起，海力士将在位于清州的M15X新厂大幅扩大量产最先进的DRAM。业界预计，M15X生产的DRAM将大部分分配给以第6代HBM（HBM4）为主的高附加值产品，部分将用于服务器用高性能DRAM。

海力士的HBM发展历程：

资料来源：海力士

三星：HBM4量产主要在平泽园区生产，生产的HBM4芯片将用于支持英伟达下一代AI加速器系统“VeraRubin”及谷歌第七代张量处理单元。

美光科技：近期表示，DRAM结构性供不应求将持续至2027年，甚至延伸到2028年。美光将于今年第第二季度量产出货，下半年进入产能爬坡阶段。

美光HBM技术路线：

资料来源：美光

当前国产HBM3进入大规模量产阶段，HBM4加速推进，且在存储封测、材料等环节实现突破，国产化率逐步提升。

基于HBM在AI发展中的重要性和国内目前的稀缺性，国内掌握DRAM生产工艺和先进封装工艺的各家厂商或通过自研，或通过合作的方式，正积极研发HBM产品。国内存储原厂明年量产12层HBM，2026年将6万片/月DRAM产能切入HBM。

HBM有望成为本土AI算力产业链的重要突破口，上下游各环节厂商如佰维存储、江波龙，德明利、兆易创新、香农芯创、海太半导体、国芯科技、万润等均加速布局。

长远来看，AI强劲需求提升有望带动存储各环节先进封装、HBM等各细分环节机遇加速驱动上下游产业链全方位发展。