半导体行业专题报告：HBM高带宽内存新一代DRAM解决方案-230424（33页）.pdf

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1、分析师：吴文吉登记编号：S1220521120003HBM高带宽内存：新一代DRAM解决方案证券研究报告半导体行业/专题报告2023年04月24日投资要点HBM概览：JEDEC定义了三类DRAM标准，以满足各种应用的设计要求，HBM与GDDR属于图形DDR，面向需要极高吞吐量的数据密集型应用程序，例如图形相关应用程序、数据中心加速和AI。HBM演进必要性：解决存储墙瓶颈刺激内存高带宽需求。HBM（High Bandwidth Memory，高带宽内存）：一款新型的CPU/GPU内存芯片，将很多个DDR芯片堆叠在一起后和GPU封装在一起，实现大容量，高位宽的DDR组合阵列。通过增加带宽，扩展内存

2、容量，让更大的模型，更多的参数留在离核心计算更近的地方，从而减少内存和存储解决方案带来的延迟。HBM提高有效带宽途径：Pseudo Channel Mode伪通道。HBM2的主要增强功能之一是其伪通道模式，该模式将通道分为两个单独的子通道，每个子通道分别具有64位I/O，从而为每个存储器的读写访问提供128位预取。HBM结构：通过TSV将数个DRAM die垂直堆叠。HBM主要是通过硅通孔（Through Silicon Via,简称“TSV”）技术进行芯片堆叠，以增加吞吐量并克服单一封装内带宽的限制，将数个DRAM裸片像楼层一样垂直堆叠。较传统封装方式，TSV技术能够缩减30%体积，并降低5

3、0%能耗。从技术角度看，HBM促使DRAM从传统2D加速走向立体3D，充分利用空间、缩小面积，契合半导体行业小型化、集成化的发展趋势。HBM突破了内存容量与带宽瓶颈，被视为新一代DRAM解决方案。HBM技术演进：目前SK海力士为唯一量产新世代HBM3供应商。2022年1月，JEDEC组织正式发布了新一代高带宽内存HBM3的标准规范，继续在存储密度、带宽、通道、可靠性、能效等各个层面进行扩充升级。HBM的不足：系统搭配缺乏灵活性（出厂后无法容量扩展），内存容量受限，访问延迟较高。HBM与其他DDR的替代关系比较分析：HBM+DDR协同发展，HBM负责高带宽小容量，DDR负责稍低带宽大容量。HBM

4、竞争格局与应用市场：三巨头垄断，受益于AI服务器市场增长。据TrendForce集邦咨询研究显示，2022年三大原厂HBM市占率分别为SK 海力士（SK hynix）50%、三星（Samsung）约40%、美光（Micron）约10%。新思界预测2025E中国HBM需求量将超过100万颗。相关标的：存储：兆易创新封装：长电科技，通富微电，深科技风险提示：1）半导体下游需求不及预期；2）技术发展不及预期；3）行业竞争加剧。资料来源：新思、海力士、澜起科技等官网，半导体行业观察，Yole等，方正证券研究所整理2FZdYiXnVaUlWuVqZrYbR8Q9PtRnNtRsRfQnNsOlOoMtO

5、8OoPqQvPoOuMuOtPqPHBM概览1相关标的：澜起科技23JEDEC定义三类DRAM标准：HBM属于细分图形DDRHBM演进必要性：解决存储墙瓶颈刺激内存高带宽需求HBM结构：通过TSV将数个DRAM die垂直堆叠HBM提高有效带宽途径：Pseudo Channel Mode伪通道HBM技术演进：目前SK海力士为唯一量产新世代HBM3供应商HBM与其他DDR的替代关系比较分析：HBM+DDR协同发展HBM竞争格局与应用市场：三巨头垄断，受益于AI服务器市场增长HBM促使DRAM从传统的2D加速走向3D催化1：互连类芯片，全球领跑者乘DDR5渗透之风催化2：CXL与PCIe等弥补高

6、速发展的HBM内存局限弱势目录分类概览：JEDEC定义三类DRAM标准资料来源：新思官网，方正证券研究所整理4DRAM-based SDRAMs标准DDR移动DDR图形DDR面向笔记本电脑、台式机和消费类应用面向移动和汽车这些对规格和功耗非常敏感的领域，提供更窄的通道宽度和多种低功耗运行状态面向需要极高吞吐量的数据密集型应用程序，例如图形相关应用程序、数据中心加速和AIDIMMsDRAM on PCBDRAM on PCB,PoPDRAM on PCB(GDDR)TSV and Interposer(HBM)R/LRDIMMsU/SODIMMsDiscrete DRAMs面向服务器、云计算、网