《电子行业专题报告:先进封装专题二HBM需求井喷国产供应链新机遇-231113(31页).pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《电子行业专题报告:先进封装专题二HBM需求井喷国产供应链新机遇-231113(31页).pdf(31页珍藏版)》请在三个皮匠报告上搜索。
1、行 业 研 究 2023.11.13 1 敬 请 关 注 文 后 特 别 声 明 与 免 责 条 款 电 子 行 业 专 题 报 告 先进封装专题二:HBM 需求井喷,国产供应链新机遇 分析师 郑震湘 登记编号:S1220523080004 佘凌星 登记编号:S1220523070005 行 业 评 级:推 荐 公 司 信 息 上市公司总家数 495 总股本(亿股)4,965.46 销售收入(亿元)45,290.82 利润总额(亿元)3,466.42 行业平均 PE 68.17 平均股价(元)33.78 行 业 相 对 指 数 表 现 数据来源:wind 方正证券研究所 相 关 研 究 天承科
2、技(688603):电子化学品领军者,载板&TSV 产品突破在即2023.09.18 新益昌(688383):固晶机老兵,MiniLED&半导体双轮驱动2023.09.20 先进封装助力高速互联,国产供应链冉冉升起2023.10.29 单击或点击此处输入文字。算力带动算力带动 HBMHBM 需求井喷需求井喷,HBMHBM 持续迭代升级持续迭代升级。与 DDR 对比,HBM 基于 TSV 工艺与处理器封装于同一中介层,在带宽、面积、功耗等多方面更具优势,缓解了数据中心能耗压力及带宽瓶颈。训练、推理环节存力需求持续增长、消费端及边缘侧算力增长打开 HBM 市场空间。2022 年全球 HBM 市场规
3、模约为36.3 亿美元,预计至 2026 年市场规模将达 127.4 亿美元,CAGR 达 37%。HBM 持续迭代升级,2023 年主流 HBM 从 HBM2E 升级为 HBM3 甚至 HBM3E,HBM3比重预估约为 39%,2024 年提升至 60%。当前 HBM 市场仍由三大家主导,2022 年全年 SK 海力士占 50%,三星占 40%,美光占 10%。TSVTSV 为为 HBMHBM 核心工艺,电镀核心工艺,电镀、测试测试、键合键合需求提升。需求提升。TSV 为 HBM 核心工艺,成本占比接近 30%,是 HBM 3D 封装中成本占比最高的部分。TSV 通孔填充对性能至关重要,铜为
4、主流填充材料。TSV 成本结构中通孔填充占比 25%,驱动电镀市场规模增长。TECHCET 预计 2022 年先进封装和高端互联应用中,电镀材料全球市场规模近 10 亿美元,到 2026 年预计超过 12 亿美元。HBM需要进行 KGSD(Known Good Stacked Die)测试,拉动测试需求。HBM 高带宽特征拉动键合需求,从 bump 到 TCB/混合键合,推动固晶步骤和固晶机单价提升。SKSK 海力士技术领先,三星海力士技术领先,三星/美光加速追赶。美光加速追赶。1 1)SKSK 海力士:技术领先,海力士:技术领先,核心在于 MR-MUF 技术,MR-MUF 能有效提高导热率,
5、并改善工艺速度和良率。SK海力士于 2021 年 10 月率先发布 HBM3,2023 年 4 月公司实现了全球首创 12层硅通孔技术垂直堆叠芯片,容量达到 24GB,比上一代 HBM3 高出 50%,SK海力士计划在 2023 年年底前提供 HBM3E 样品,并于 2024 年量产,公司目标 2026 年生产 HBM4;2 2)三星:万亿韩元新建封装线,预计)三星:万亿韩元新建封装线,预计 2525 年量产年量产 HBM4HBM4。为应对 HBM 市场的需求,三星电子已从三星显示(Samsung Display)购买天安厂区内部分建筑物和设备,用于建设新HBM封装线,总投资额达到7000-1
6、0000 亿韩元。三星预计将在 2023Q4 开始向北美客户供应 HBM3;3 3)美光:)美光:2 20 02424 年量产年量产 HBM3EHBM3E,多代产品研发中。,多代产品研发中。美光在此前的财报电话会议上表示将在 2024 年通过 HBM3E 实现追赶,预计其 HBM3E 将于 2024Q3 或者 Q4 开始为英伟达的下一代 GPU 供应。11 月 6 日美光在台湾台中四厂正式开工,宣布将集成先进的探测和封装测试功能,生产 HBM3E 等产品。国内产业链有望在各品类半导体设备、材料受益。国内产业链有望在各品类半导体设备、材料受益。1)固晶机:新益昌;2)测试机、分选机等:长川科技;
7、3)特种气体:华特气体;4)电子大宗气体:金宏气体、广钢气体;6)前驱体:雅克科技;7)电镀液:天承科技;8)环氧塑封料:华海诚科。风险提示风险提示:下游需求持续疲弱;产业进度不及预期;市场竞争加剧。方 正 证 券 研 究 所 证 券 研 究 报 告-8%-3%2%7%12%17%22%22/11/13 23/1/2523/4/823/6/2023/9/1 23/11/13电子沪深300电子 行业专题报告 2 敬 请 关 注 文 后 特 别 声 明 与 免 责 条 款 s 正文目录 1 HBM:算力带动需求井喷,技术迭代加速.5 1.1 HBM 高带宽存储器助力高性能计算.5 1.2 算力需求
8、井喷,HBM 市场规模高速增长.14 1.3 TSV 为 HBM 核心工艺,电镀液、测试、键合需求提升.16 2 SK 海力士技术领先,三星/美光加速追赶.20 2.1 SK 海力士:技术领先,核心在于 MR-MUF 技术.20 2.2 三星:万亿韩元新建封装线,预计 25 年量产 HBM4.22 2.3 美光:24 年量产 HBM3E,多代产品研发中.25 3 相关标的.27 3.1 长川科技:完成长奕科技资产过户,产品类型丰富.27 3.2 新益昌:固晶机老兵,MiniLED&半导体双轮驱动.27 3.3 天承科技:先进封装电镀液领军者,载板&TSV 产品突破在即.28 3.4 华海诚科:
9、环氧塑封料稀缺标的.28 3.5 雅克科技:前驱体核心供应商,新材料布局驱动多维增长.29 3.6 深科技:高端制造全球前列,存储封测注入长期动能.29 4 风险提示.30 3UxVMBcXdUnVqMnR7NaObRsQrRmOnOjMoPqRiNpOqM6MqRnRuOpMvNMYsOnQ电子 行业专题报告 3 敬 请 关 注 文 后 特 别 声 明 与 免 责 条 款 s 图表目录 图表 1:HBM 结构剖面图.5 图表 2:HBM 实物剖面结构.5 图表 3:四代 HBM 规格比较(以 SK 海力士产品为主).5 图表 4:历代 HBM 产品发布及量产时间线.6 图表 5:英伟达 GH
10、200 GPU 首发 HBM3E.6 图表 6:HBM3E 部分参数对比.6 图表 7:HBM 单片封装性能较 GDDR5 优势显著.7 图表 8:HBM 相同功耗性能较 GDDR5 提升超 3 倍.7 图表 9:相同容量下 HBM 节省大量面积.7 图表 10:存储功耗限制整体性能表现.8 图表 11:HBM 与 GDDR 结构对比.8 图表 12:TSV 工艺带来尺寸、功耗及带宽优势.8 图表 13:英伟达 GPU 内存带宽不断提升.9 图表 14:AMD Instinct MI300X.9 图表 15:卷积运算流程.9 图表 16:推理过程万亿参数模型带宽限制.9 图表 17:当前主流的
11、 AI 推理产品多数仍采用 GDDR6.10 图表 18:Tesla Dojo 节点微架构.10 图表 19:当前部分搭载 HBM 的产品.11 图表 20:AMD Radeon R9 Fury X(主芯片旁边四颗 HBM).11 图表 21:Xeon Max 搭配 HBM 功耗对比显著降低.11 图表 22:首款搭配 HBM 的 x86 CPU.11 图表 23:海力士服务器内存解决方案.12 图表 24:大模型终端设备应用的理论带宽需求.13 图表 25:AI 模型参数增长高于内存带宽升级.13 图表 26:不同异构集成方案对比.13 图表 27:CoWoS-S 为 TSMC 当前 HBM
12、 封装的主要方案.13 图表 28:CoWos 季度产能份额预测.14 图表 29:HBM 各产品份额变动.14 图表 30:全球 HBM 需求量(Million,GB).15 图表 31:全球 HBM 市场规模(亿美元).15 图表 32:HBM 容量及价格测算.15 图表 33:HBM 市场规模变动预估.15 图表 34:HBM 封装成本拆分(99.5%键合良率).16 图表 35:HBM 封装成本拆分(99%键合良率).16 图表 36:TSV 工艺流程.16 图表 37:TSV 成本构成.17 图表 38:先进封装及内部互联用金属电镀材料市场规模(百万美金).17 图表 39:电镀液对
13、通孔稳定的重要性.17 图表 40:HBM 测试流程与 DRAM 测试流程的区别.18 图表 41:键合技术升级带动 I/O 点密度增加.19 图表 42:混合键合推动键合步骤和设备单价增加(单位:万美元).19 图表 43:MR-MUF 处理流程.20 图表 44:MR-MUF 对比 TC-NCF 下降 14.20 图表 45:LMC 与晶圆热收缩差异造成翘曲问题.20 电子 行业专题报告 4 敬 请 关 注 文 后 特 别 声 明 与 免 责 条 款 s 图表 46:EMC 不同对齐方式的空气流动.20 图表 47:EMC 材料及产品.21 图表 48:SK 海力士最新封装技术.21 图表
14、 49:三星 HBM 技术路线.22 图表 50:三星先进封装解决方案.23 图表 51:X-Cube Platform 与 I-CubeS/I-CubeE Platform 工艺水平提升.23 图表 52:三星未来 3D 封装方案构想.24 图表 53:三星未来内部互联技术构想.24 图表 54:三星未来光学 I/O 技术构想.25 图表 55:美光 HBM 线路图.26 图表 56:三大厂 HBM 产品规划总结.26 电子 行业专题报告 5 敬 请 关 注 文 后 特 别 声 明 与 免 责 条 款 s 1 1 HBMHBM:算力带动需求井喷,技术迭代加速算力带动需求井喷,技术迭代加速 1
15、.11.1 HBMHBM 高带宽存储器高带宽存储器助力高性能计算助力高性能计算 HBM(High Bandwidth Memory)即高带宽存储器,按照 JEDEC 的分类,HBM 属于图形 DDR 内存的一种,通过使用先进的封装方法(如 TSV 硅通孔技术)垂直堆叠多个 DRAM,与 GPU 通过中介层互联封装在一起,在较小的物理空间里实现高容量、高带宽、低延时与低功耗,已成为数据中心新一代内存解决方案。图表1:HBM 结构剖面图 图表2:HBM 实物剖面结构 资料来源:电子与封装,方正证券研究所 资料来源:An Overview of the Development of a GPU wi
16、th integrated HBM on Silicon Interposer,IEEE,方正证券研究所 历经多次迭代,性能多维提升。历经多次迭代,性能多维提升。HBM 通过系统级封装(SIP)和硅通孔(TSV)技术,拥有多达 1024 个数据引脚,显著提升数据传输能力。自 2014 年首款硅通孔HBM 产品问世至今,HBM 技术已经发展至第四代,最新的 HBM3 带宽、堆叠高度、容量、I/O 速率等较初代均有多倍提升。图表3:四代 HBM 规格比较(以 SK 海力士产品为主)资料来源:SK 海力士,方正证券研究所 HBM3HBM2EHBM2HBM1类别类别819460307128带宽(GB/
17、s)8/124/84/84堆叠高度(层)168/164/81容量(GB)6.43.62.41I/O速率(Gbps)电子 行业专题报告 6 敬 请 关 注 文 后 特 别 声 明 与 免 责 条 款 s 图表4:历代 HBM 产品发布及量产时间线 资料来源:各公司官网,方正电子绘制,方正证券研究所 高性能计算驱动高性能计算驱动 HBMHBM 加速迭代,加速迭代,HBMHBM3 3 升级,升级,HBMHBM3 3E E 已在路上。已在路上。高性能计算驱动数据中心 HBM 需求井喷,HBM 升级速度近年明显加快。SK 海力士于 2021 年 10 月宣布成功开发出容量为 16GB 的 HBM3 DR
18、AM,2022 年 6 月初即宣布量产。仅过去 10个月,SK 海力士官网再次宣布已成功开发出垂直堆叠 12 个颗 DRAM 芯片、容量高达 24GB 的 HBM3 新品,并正在接受客户公司的性能验证。与此同时,海力士第五代 HBM 内存 HBM3E 已在路上。英伟达于 2023 年 8 月 8 日发布的最新 GH200 预计将搭载 HBM3E 内存,并将于 2024 年 Q2 出货。根据公开信息披露,该 HBM3E 芯片单 pin 最大带宽达 8Gb/s,单栈最大带宽达 1Tb/s,较上一代 HBM3 提升 25%。图表5:英伟达 GH200 GPU 首发 HBM3E 图表6:HBM3E 部
19、分参数对比 HBM3E HBM3 HBM2E HBM2 Max Capacity?24GB 16GB 8GB Max Bandwidth Per Pin 8Gb/s 6.4Gb/s 3.6Gb/s 2.0Gb/s Number of DRAM ICs per Stack?12 8 8 Effective Bus Width 1024-bit Voltage?1.1V 1.2V 1.2V Bandwidth per Stack 1TB/s 819.2GB/s 460.8GB/s 256GB/s 资料来源:英伟达,方正证券研究所 资料来源:半导体行业观察,方正证券研究所 对比对比 GDDRGDDR
20、,为何是,为何是 HBMHBM?GDDRGDDR 和和 HBMHBM 均为针对均为针对 AIAI 和图形运算等高吞吐量应用的存储器架构。和图形运算等高吞吐量应用的存储器架构。但图形芯片性能的日益增长,使其对高带宽的需求也不断增加。随着芯片制程及技术工艺达电子 行业专题报告 7 敬 请 关 注 文 后 特 别 声 明 与 免 责 条 款 s 到极限,GDDR 满足高带宽需求的能力开始减弱,且单位时间传输带宽功耗也显著增加,预计将逐步成为阻碍图形芯片性能的重要因素。以 GDDR5 为例,从单片封装性能对比,HBM 在总线位宽、时钟速率、带宽及工作电压各个性能参数较GDDR5均更具优势。从带宽功耗比
21、的角度来看,相同功率下,HBM 带宽是 GDDR5 的 3 倍以上。而从性能面积比的角度量化,1GB HBM 较 1GB GDDR5的面积节省多达 94%。图表7:HBM 单片封装性能较 GDDR5 优势显著 资料来源:AMD,方正证券研究所 图表8:HBM 相同功耗性能较 GDDR5 提升超 3 倍 图表9:相同容量下 HBM 节省大量面积 资料来源:AMD,方正证券研究所 资料来源:AMD,方正证券研究所 高性能计算功耗问题突出。高性能计算功耗问题突出。最开始数据中心通过提高 CPU、GPU 的性能进而提高算力,但处理器与存储器的工艺、封装、需求不同,导致二者之间的性能差距逐步加大。英伟达
22、创始人黄仁勋曾表示计算性能扩展的最大弱点就是内存带宽。以谷歌第一代 TPU 为例,其理论算力值为 90TFOPS,但最差真实值仅 1/9,即 10TFOPS算力,因为其相应内存带宽仅 34GB/s。此外,在传统架构下,数据从内存到计算单元的传输功耗是计算本身能耗的约200倍,而用于计算的能耗和时间占比很低,数据在内存与处理器之间的频繁迁移带来严重的功耗问题。电子 行业专题报告 8 敬 请 关 注 文 后 特 别 声 明 与 免 责 条 款 s 图表10:存储功耗限制整体性能表现 资料来源:AMD,方正证券研究所 HBMHBM 打破内存带宽及功耗瓶颈。打破内存带宽及功耗瓶颈。HBM 不同于传统的
23、内存与处理器基于 PCB 互联的形式,而是基于与处理器相同的“Interposer”中介层互联实现近存计算,显著减少数据传输时间,且节省了布线空间。而基于 TSV 工艺的 DRAM 堆叠技术则显著提升了带宽,并降低功耗和封装尺寸。根据 SAMSUNG,3D TSV 工艺较传统 POP封装形式节省了 35%的封装尺寸,降低了 50%的功耗,并且对比带来了 8 倍的带宽提升。图表11:HBM 与 GDDR 结构对比 图表12:TSV 工艺带来尺寸、功耗及带宽优势 资料来源:AMD,方正证券研究所 资料来源:SAMSUNG,方正证券研究所 HBMHBM 正成为正成为 HPCHPC 军备竞赛的核心。军
24、备竞赛的核心。英伟达早在 2019 年便已推出针对数据中心和HPC 场景的专业级 GPU Tesla P100,当时号称“地表最强”的并行计算处理器,DGX-1 服务器就是基于单机 8 卡 Tesla P100 GPU 互连构成。得益于采用搭载 16GB的 HBM2 内存,Tesla P100 带宽达到 720GB/s,而同一时间推出的同样基于 Pascal架构的 GTX 1080 则使用 GDDR5X 内存,带宽为 320GB/s。此后英伟达数据中心加速计算 GPU V100、A100、H100 均搭载 HBM 显存。最新的 H100 GPU 搭载 HBM3 内存,容量 80Gb,带宽超 3
25、Tb/s,为上一代基于 HBM2 内存 A100 GPU 的两倍。而作为加速计算领域追赶者的 AMD 对于 HBM 的使用更为激进,其最新发布的 MI300X GPU搭载容量高达192GB的HBM3显存,为H100的2.4倍,其内存带宽达5.2TB/s,为 H100 的 1.6 倍,HBM 正成为 HPC 军备竞赛的核心。电子 行业专题报告 9 敬 请 关 注 文 后 特 别 声 明 与 免 责 条 款 s 图表13:英伟达 GPU 内存带宽不断提升 图表14:AMD Instinct MI300X 资料来源:英伟达,方正证券研究所 资料来源:AMD,方正证券研究所 此前,推理环节多数搭载此前
26、,推理环节多数搭载 GDDRGDDR6 6 内存,内存瓶颈更甚于训练环节,内存,内存瓶颈更甚于训练环节,HBMHBM 升级替代升级替代需求迫切,市场规模将持续增长。需求迫切,市场规模将持续增长。目前大多数项目的 LLM 推理都是作为实时助手运行,这意味着它必须实现足够高的吞吐量,以便于用户实际使用。人类平均每分钟阅读约 250 个单词,但有些人的阅读速度高达每分钟约 1000 个单词。在 1万亿参数密集模型中,由于内存带宽限制,即使 8 颗 H100 也无法满足每分钟 1000个单词对应标识符的极端吞吐量。图表15:卷积运算流程 图表16:推理过程万亿参数模型带宽限制 资料来源:佐思汽研,方正
27、证券研究所 资料来源:semianalysis,方正证券研究所 电子 行业专题报告 10 敬 请 关 注 文 后 特 别 声 明 与 免 责 条 款 s 图表17:当前主流的 AI 推理产品多数仍采用 GDDR6 资料来源:各公司官网,方正电子整理,方正证券研究所 从成本的角度来看,HBM 虽然价格远高于普通 DRAM,但相对于同样靠近处理器的SRAM 价格更低。特斯拉 Dojo 的 D1 芯片拥有 354 个核心 440MB 的 SRAM,每 MB SRAM 成本约 15-20 美元,仅此单项成本就接近 9000 美元,而最新发布的 AMD 的MI300X HBM 的成本约为 5760-76
28、80 美元。虽然 SRAM 带宽能够达到 800GB/s,但由于容量太低,不适合 ChatGPT 这样的大模型,Dojo 依然需要搭配 HBM 使用。图表18:Tesla Dojo 节点微架构 资料来源:Tesla,方正证券研究所 消费领域早已应用,价格是重要限制因素。消费领域早已应用,价格是重要限制因素。HBM 的特性决定其更适用于 HPC 领域,但是早在 2015 年,AMD 就已推出搭配 HBM 的消费级显卡 AMD Radeon R9 Fury X,该卡性能对比 GTX1060 互有胜负,但其尺寸仅为 GTX 1060 一半左右。阻碍 HBM进入消费领域的一大因素是价格,HBM 由于其
29、复杂的设计及封装工艺导致产能较低同时成本较高。但随着工艺成熟度提高带来的产能释放,其显著的尺寸及低能耗优势或将成为驱动 HBM 进入高端消费领域尤其是移动领域应用的重要力量。电子 行业专题报告 11 敬 请 关 注 文 后 特 别 声 明 与 免 责 条 款 s 图表19:当前部分搭载 HBM 的产品 图表20:AMD Radeon R9 Fury X(主芯片旁边四颗 HBM)资料来源:奎芯科技,佐思汽研,方正证券研究所 资料来源:AMD,方正证券研究所 CPUCPU 搭配搭配 HBMHBM 先河已开,配合先河已开,配合 DDRDDR 提供灵活计算方案。提供灵活计算方案。通常认为 CPU 处理
30、的任务类型更多,且更具随机性,对速率及延迟更为敏感,HBM 特性更适合搭配 GPU 进行密集数据的处理运算。2022 年底,英特尔正式推出全球首款配备 HBM 内存的x86 CPU:Intel Xeon Max 系列。该 CPU 具有 64GB 的 HBM2e 内存,分为 4 个 16GB的集群,总内存带宽达 1TB/s。在 MLPerfDeepCAM 训练中,XeonMax 系列 CPU 的AI 性能比 AMD 7763 提升了 3.6 倍,比 NVIDIA 的 A100 提升了 1.2 倍。Xeon Max系列支持三种不同的运算模式:仅 HBM 模式、HBM 平面(1LM)模式和 HBM
31、缓存模式,其中 HBM 平面模式和 HBM 缓存模式为搭配 DDR5 的方案。考虑到 HBM 的内存带宽大但容量相对小,而 DDR 一般容量相对大但内存带宽小,根据不同场景将 DDR和 HBM 搭配使用,可提供更为灵活的内存运算形式。图表21:Xeon Max 搭配 HBM 功耗对比显著降低 图表22:首款搭配 HBM 的 x86 CPU 资料来源:英特尔,方正证券研究所 资料来源:英特尔,方正证券研究所 电子 行业专题报告 12 敬 请 关 注 文 后 特 别 声 明 与 免 责 条 款 s 图表23:海力士服务器内存解决方案 资料来源:SKhynix,方正证券研究所 大模型本地化解决数据安
32、全性等重要问题。大模型本地化解决数据安全性等重要问题。终端 AI 的应用十分广泛,科技巨头对用户的数据控制引发广泛的安全和隐私担忧,人工智能领域的领导者包括谷歌、Meta、百度和字节跳动等公司目前的盈利能力均不同程度来源于基于用户数据肖像的广告定位,终端算力安全优势不言而喻。此外,本地模型还具备实现移动设备脱网使用、减少延时等优势,有望成为未来移动终端设备的标配。终端硬件存力限制本地模型参数规模,终端硬件存力限制本地模型参数规模,HBMHBM 或是答案。或是答案。不同于云端算力搭配专用GPU 工作,本地模型推理的算力更多依赖于终端硬件 SoC,算力瓶颈可以依靠未来的芯片架构升级(Chiplet
33、)以及制程升级(3nm/2nm 工艺)解决,存力优化才存力优化才是大模型终端应用的重中之重是大模型终端应用的重中之重。即使保守假设正常的非 AI 应用程序以及缓存唤醒等消耗带宽的一半,iPhone14 上最大的可运行模型大小仅为约 10 亿个 FP16 参数。可以说,存力是未来可以说,存力是未来 LLMLLM 终端化应用的最大障碍终端化应用的最大障碍。但考虑到 AMD 早前便已推出消费端应用的 HBM 产品,英特尔也已推出搭配 CPU 的 HBM 产品,meta 和高通也已于近日宣布大语言模型 Llama 2 将在手机和 PC 上的高通芯片上运行。未来最先进的移动端设备或有望率先搭载 HBM
34、突破客户端大模型的存力障碍。电子 行业专题报告 13 敬 请 关 注 文 后 特 别 声 明 与 免 责 条 款 s 图表24:大模型终端设备应用的理论带宽需求 图表25:AI 模型参数增长高于内存带宽升级 资料来源:semianalysis,方正证券研究所 资料来源:winbond,方正证券研究所 英伟达英伟达 H H100 100 GPUGPU 订单已排至订单已排至 2 2024024 年,年,CoWosCoWos 成成 HBMHBM 重要瓶颈。重要瓶颈。HBM 的高焊盘数和短迹线长度需要 2.5D 先进封装技术,以实现密集的短连接。当前 HBM 2.5D 封装的主流方案包括:以台积电的
35、CoWos-S 为代表的 sillicon interposer(硅中介层)连接方案,以及英特尔的以 EMIB 为代表的“sillicon bridge”(硅桥接)连接方案。硅中介层的优势在于可以提供更高的互联密度,有效满足芯片异构集成的互联要求。与此同时,以台积电为代表的领先代工厂可以自行生产硅中介层材料并进行后续的 CoW 环节,有效缩短制造周期并控制成本。而全球先进的封装厂商虽可以提供类似于 CoWos 的解决方案,但硅中介层仍需外购,这也进一步加大了 AI 芯片厂商对台积电 CoWos 的需求。硅中介层的缺点在于价格昂贵,且中介层面积受掩模版尺寸限制拓展难度愈发加大。硅桥接方案不受掩模
36、版尺寸限制,可以显著减小生产成本且使用灵活,但其生产制造难度更高,桥接层需要嵌入封装基板中,当前全球仅极少数基板厂商可以配合产品。且桥接层嵌入公差随互联密度增加控制难度加大,尤其是随着 HBM3、HBM3E 等更高密度的产品出现,HBM 的桥接互联方案短期或存在一定带宽限制。图表26:不同异构集成方案对比 图表27:CoWoS-S 为 TSMC 当前 HBM 封装的主要方案 资料来源:intel,方正证券研究所 资料来源:台积电,方正证券研究所 AIAI 芯片需求芯片需求激增激增,台积电加大,台积电加大 CoWosCoWos 产能。产能。早前基于硅中介层的 CoWos 封装由于价格昂贵订单量稀
37、少,因此台积电也未分配过多产能。随着 2023 年以来生成式 AI 的火热发展,以英伟达 H100 GPU 为代表的 AI 芯片订单需求大幅增长,AWS、电子 行业专题报告 14 敬 请 关 注 文 后 特 别 声 明 与 免 责 条 款 s Google 等云厂商也宣布投入 AI 芯片的发展,台积电因此面临 AI 芯片的产能不足,宣布扩产计划。2023 年 6 月,台积电宣布在竹南开设先进后端晶圆厂 6,该晶圆厂占地14.3公顷足以容纳每年100万片晶圆的3DFabric产能,包括CoWoS、SoIC 和 InFO 技术。图表28:CoWos 季度产能份额预测 资料来源:semianylas
38、is,方正证券研究所 1.21.2 算力需求井喷算力需求井喷,H HBMBM 市场规模高速增长市场规模高速增长 供需位元有望在供需位元有望在 2 2024024 年改善,年改善,HBMHBM3 3 份额将持续大幅提升。份额将持续大幅提升。2023 年受 AI 需求大幅增长带来的客户端加单导致原厂产能无法满足需求,预计 2024 年随着各原厂积极扩产的效果显现,HBM 供需比有望获改善,预估将从 2023 年的-2.4%,转为0.6%。而从各产品的占比来看,2023 年主流 HBM 需求从 HBM2E 升级为 HBM3 甚至HBM3E,HBM3 需求比重预估约为 39%,较 2022 年提升超
39、30%,并在 2024 年达到60%,届时份额比重也将超过 HBM2E。图表29:HBM 各产品份额变动 资料来源:TrendForce,方正证券研究所 8%39%60%70%50%25%22%11%15%0%20%40%60%80%100%20222023E2024EHBM3HBM2E其他电子 行业专题报告 15 敬 请 关 注 文 后 特 别 声 明 与 免 责 条 款 s 算力需求井喷叠加产能受限,算力需求井喷叠加产能受限,HBMHBM 价格高增,市场规模高速增长。价格高增,市场规模高速增长。从成本端来看,HBM 的平均售价至少是 DRAM 的三倍,此前受 ChatGPT 的拉动同时受限
40、产能不足,HBM 的价格一路上涨,与性能最高的 DRAM 相比 HBM3 的价格上涨了五倍。根据TrendForce,高端 AI 服务器 GPU 搭载 HBM 芯片已成主流。根据 TrendForce,2022年全球 HBM 容量约为 1.8 亿 GB,2023 年增长约 60%达到 2.9 亿 GB,2024 年将再增长 30%。我们以 HBM 每 GB 售价 20 美元测算,2022 年全球 HBM 市场规模约为36.3 亿美元,预计至 2026 年市场规模将达 127.4 亿美元,对应 CAGR 约 37%。图表30:全球 HBM 需求量(Million,GB)图表31:全球 HBM 市
41、场规模(亿美元)资料来源:TrendForce,方正证券研究所 资料来源:TrendForce,佐思汽研,方正证券研究所 图表32:HBM 容量及价格测算 20222022 2023E2023E 2024E2024E 2025E2025E 2026E2026E HBM 容量规模(Million GB)181.3 290.0 377.0 490.1 637.1 HBM 市场规模(亿美元)每 GB 15 美元 27.2 43.5 56.6 73.5 95.6 每 GB 20 美元 36.3 58.0 75.4 98.0 127.4 每 GB 25 美元 45.3 72.5 94.3 122.5 1
42、59.3 资料来源:TrendForce,佐思汽研,方正电子测算,方正证券研究所 HBMHBM 市场格局:三分天下,海力士领先。市场格局:三分天下,海力士领先。从市场格局来看,HBM 的市场份额仍由三大家所主导。根据 TrendForce,2022 年全年 SK 海力士占据了 HBM 全球市场规模的 50%。其次是三星,占 40%,美光占 10%。TrendForce 预测,今年海力士和三星的 HBM 份额占比约为 46-49%,而美光的份额将下降至 4%-6%,并在 2024 年进一步压缩至 3%-5%。图表33:HBM 市场规模变动预估 公司 2022 2023E 2024E SK hyn
43、ix 50%46%-49%47%-49%Samsung 40%46%-49%47%-49%Micron 10%4%-6%3%-5%资料来源:TrendForce,方正证券研究所 181.3 290.0 377.0 490.1 637.1 010020030040050060070020222023E2024E2025E2026E36.3 58.0 75.4 98.0 127.4 02040608010012014020222023E2024E2025E2026E电子 行业专题报告 16 敬 请 关 注 文 后 特 别 声 明 与 免 责 条 款 s 1.31.3 TSVTSV 为为 HBMHB
44、M 核心工艺,电镀液核心工艺,电镀液、测试测试、键合、键合需求提升需求提升 TSVTSV 为为 HBMHBM 核心工艺,成本核心工艺,成本占比接近占比接近 3 30%0%。我们对 4 层存储芯片和一层逻辑裸芯进行 3D 堆叠的成本进行分析,考虑了 99.5%和 99%两种键合良率的情形,TSV 形成和显露的成本占比合计分别为 30%和 28%,超过了前/后道工艺的成本占比,是HBM 的 3D 封装中成本占比最高的部分。图表34:HBM 封装成本拆分(99.5%键合良率)图表35:HBM 封装成本拆分(99%键合良率)资料来源:3DInCites,方正证券研究所 资料来源:3DInCites,方
45、正证券研究所 TSVTSV 通孔填充对性能至关重要,铜为主流填充材料。通孔填充对性能至关重要,铜为主流填充材料。TSV 加工流程包括孔成型、沉积绝缘层、减薄、电镀、CMP 等。其中,TSV 的通孔填充技术难度较大,会直接影响电学性能和可靠性。铜凭借其超低电阻率和成本,被认为是最合适的填充材料。目前电镀设备的主要供应商包括安美特、东京电子、Ebara 等。电镀液的供应商包括陶氏、安美特等。图表36:TSV 工艺流程 资料来源:Improvement on Fully Filled Through Silicon Vias by Optimized Sputtering and Electropl
46、ating Conditions,方正电子绘制,方正证券研究所 18%12%20%20%15%3%1%7%4%TSV创建TSV显露前段制程后段制程组装晶圆凸点测试创建TSV时损失组装时损失17%11%19%19%15%3%1%7%8%TSV创建TSV显露前段制程后段制程组装晶圆凸点测试创建TSV时损失组装时损失电子 行业专题报告 17 敬 请 关 注 文 后 特 别 声 明 与 免 责 条 款 s TSVTSV 成本结构中通孔成本结构中通孔填充占比填充占比 2 25%5%,先进封装驱动电镀市场持续增长。,先进封装驱动电镀市场持续增长。TSV 工艺中,通孔蚀刻占比最高,为 44%,其次为通孔填充
47、和减薄,分别为 25%和 24%。TECHCET 预计先进封装和高端互联应用中,电镀材料全球市场规模 2022 年接近10 亿美元,到 2026 年预计超过 12 亿美元,市场规模增长主要系先进封装结构中RDL、TSV 和 copper pillar 的用量增加。图表37:TSV 成本构成 图表38:先进封装及内部互联用金属电镀材料市场规模(百万美金)资料来源:IME,方正证券研究所 资料来源:TECHCET,方正证券研究所 电镀液稳定性对通孔填充的良率有直接影响。电镀液稳定性对通孔填充的良率有直接影响。电镀液中有机添加剂的分解会产生不良的副产物,从而导致通孔中出现空隙,影响导电性能。通孔的填
48、充时间约为40 分钟,但高度仅为 100um,因此对镀铜速率和沉积位置的控制非常重要,这一点是靠电镀液添加剂实现的。图表39:电镀液对通孔稳定的重要性 资料来源:杜邦,方正证券研究所 44.0%25.0%24.0%4.0%3.0%通孔蚀刻通孔填充减薄通孔绝缘临时键合电子 行业专题报告 18 敬 请 关 注 文 后 特 别 声 明 与 免 责 条 款 s HBMHBM 需要进行需要进行 KGSDKGSD(KnownKnown GoodGood StackedStacked DieDie)测试)测试,拉动测试需求,拉动测试需求。传统的DRAM 测试流程包括晶圆级和封装级测试,晶圆级测试由老化测试、
49、冷/热测试和修复组成,而 HBM 需要进行额外的预键合测试,以检测电路中的缺陷。除此以外,针对 HBM 中的 TSV、散热问题均需要进行额外的测试,而 HBM 底部的 Base die也需要进行逻辑芯片的测试,测试需求相较于传统 DRAM 大幅增加。且由于 HBM 的I/O 密度远大于 DRAM,测试方案也需要重新开发。图表40:HBM 测试流程与 DRAM 测试流程的区别 资料来源:SK Hynix,方正证券研究所 从从 bumpbump 到到 TCBTCB/混合键合混合键合,键合助力,键合助力 HBMHBM 提升提升 I/OI/O 密度密度。随着存储芯片的制造节点不断缩小,封装尺寸和凸点间
50、距也需要相应缩小。目前主流的 bump 技术最小可实现 40m 左右的凸点间距。为了适配高集成度的 HBM 封装,TCB/混合键合技术正在得到越来越多的青睐。电子 行业专题报告 19 敬 请 关 注 文 后 特 别 声 明 与 免 责 条 款 s 图表41:键合技术升级带动 I/O 点密度增加 资料来源:Besi,方正证券研究所整理 混合键合推动键合步骤和设备单价增加混合键合推动键合步骤和设备单价增加。以 AMD 的 EPYC 为例,从 2017 年的第一代霄龙处理器到 2023 年最新发布的第四代产品,生产过程中所需键合步骤从 4次提升到了超 50 次。键合技术从倒装迭代至混合键合+倒装,对
51、键合设备也提出了更高的要求,Besi 相应开发了 8800 Ultra 以提供混合键合的键合功能,相比原来的倒装键合机单价提升了 3-5 倍。图表42:混合键合推动键合步骤和设备单价增加(单位:万美元)2017 2019 2023 AMD 产品 第一代 GEN EPYC 第二代 GEN EPYC 第四代 GEN EPYC 所需固晶步骤 4 9 50 固晶技术 倒装 倒装 混合键合+倒装 Besi 设备型号 8800 FC Quantum 8800 Ultra 设备单价 50 150-250 UPH 9000 1500-2000 资料来源:Besi 官网,方正证券研究所 电子 行业专题报告 20
52、 敬 请 关 注 文 后 特 别 声 明 与 免 责 条 款 s 2 2 S SK K 海力士技术领先,三星海力士技术领先,三星/美光加速追赶美光加速追赶 2.12.1 SKSK 海力士海力士:技术领先,技术领先,核心在于核心在于 MRMR-MUFMUF 技术技术 SKSK 海力士技术领先,核心在于海力士技术领先,核心在于 MRMR-MUFMUF 技术。技术。传统的 HBM 芯片堆叠多数通过 TC-NCF(the thermo-compression bonding with non-conductive film,非导电膜的热压缩键接)工艺完成,但受限于材料流动性以及 bump 数量限制存在
53、导热以及其他工艺缺陷等问题。MR-MUF(Mass reflow bonding with molded underfill,批量回流模制底部填充)是海力士的高端封装工艺,通过将芯片贴附在电路上,在堆叠时,在芯片和芯片之间使用一种称为在芯片和芯片之间使用一种称为液态环氧液态环氧树脂树脂塑封(塑封(L Liquid iquid e epoxy poxy M Molding olding C Compoundompound,LMCLMC)的物质填充的物质填充并并粘贴粘贴。对比 NCF,MR-MUF 能有效提高导热率,并改善工艺速度和良率。图表43:MR-MUF 处理流程 图表44:MR-MUF 对
54、比 TC-NCF 下降 14 资料来源:A Study on the Advanced Chip to Wafer Stack for Better Thermal Dissipation of High Bandwidth Memory,方正证券研究所 资料来源:A Study on the Advanced Chip to Wafer Stack for Better Thermal Dissipation of High Bandwidth Memory,方正证券研究所 MRMR-MUFMUF 工艺的核心难点工艺的核心难点在于堆叠芯片过程中产生的热翘曲问题(LMC 与硅片之间的热收缩差异
55、导致),以及芯片中间部位的空隙难以填充。LMCLMC 是是 SKSK 海力士海力士 HBMHBM产品的核心材料产品的核心材料,本身具备可中低温固化、低翘曲、模塑过程无粉尘、低吸水率以及高可靠性等优点,通过大量的材料配方调试及热力学验证解决热收缩差异问题。另一方面,通过改变 EMC 与芯片的初始对齐方式以及图案形状有效解决了填充存在缝隙的问题。图表45:LMC 与晶圆热收缩差异造成翘曲问题 图表46:EMC 不同对齐方式的空气流动 资料来源:A Study on the Advanced Chip to Wafer Stack for Better Thermal Dissipation of
56、High Bandwidth Memory,方正证券研究所 资料来源:A Study on the Advanced Chip to Wafer Stack for Better Thermal Dissipation of High Bandwidth Memory,方正证券研究所 电子 行业专题报告 21 敬 请 关 注 文 后 特 别 声 明 与 免 责 条 款 s 图表47:EMC 材料及产品 资料来源:华海诚科招股书,方正证券研究所 除了除了 MRMR-MUFMUF 技术,技术,SKSK 海力士还在积极布局各种封装技术,包括海力士还在积极布局各种封装技术,包括混合键合(混合键合(Hy
57、brid Hybrid BondingBonding)以及以及 FanFan-out RDLout RDL(扇出型重新分配层)(扇出型重新分配层)等多项技术。等多项技术。其中,混合键合技术是指采用 Cu-to-Cu(铜-铜)键合替代传统焊接,进一步缩小间距,同时作为一种无间隙键合(Gapless Bonding)技术,在芯片堆叠时不使用焊接凸块(Solder Bump),因此在封装高度上更具优势。扇出型 RDL 技术适用于多个平台,SK海力士计划将该技术用于Chiplet为基础的集成封装。线间距(Line Pitch)和多层(Multi-Layer)是扇出型技术的关键,SK 海力士计划 202
58、5 年将确保 1 微米以下或亚微米(Sub-micron)级水平的 RDL 技术。图表48:SK 海力士最新封装技术 资料来源:SK 海力士,方正证券研究所 SK 海力士于 21 年 10 月即发布 HBM3,并于 2022 年 6 月正式量产,23 年 4月,SK海力士实现了全球首创的 12层硅通孔技术垂直堆叠芯片,容量达到 24GB,比上一代 HBM3 高出 50%,并且具备了 ECC 校检(On Die-ErrorCorrection Code)功能,可以自动修正 DRAM 单元(cell)传输数据的错误,从而提高了产品的可电子 行业专题报告 22 敬 请 关 注 文 后 特 别 声 明
59、 与 免 责 条 款 s 靠性。此外,SK 海力士计划在今年年底前提供 HBM3E 样品,并在 2024 年开始量产,公司将 HBM4 的生产目标定在了 2026 年。2.22.2 三星三星:万亿韩元新建封装线,万亿韩元新建封装线,预计预计 2525 年量产年量产 HBM4HBM4 万亿韩元新建封装线,预计万亿韩元新建封装线,预计 2 25 5 年量产年量产 H HBM4BM4。为了应对 HBM 市场的需求,三星电子已从三星显示(Samsung Display)购买了天安厂区内的部分建筑物和设备,用于建设新的 HBM 封装线,总投资额达到 7000-10000 亿韩元。三星电子预计在新的封装线
60、上大规模生产 HBM,并且正在投入量产 8 层、12 层的 HBM3 产品。三星预计将在 2023 年 Q4 开始向北美客户供应 HBM3,HBM3 销售额在三星 DRAM 总销售额占比预计将从 2023 年的 6%提升到 2024 年的 18%,并将在 2023 下半年推出具有更高性能和更大容量的 HBM 3P,目前已经开始向客户提供 8 层 HBM3E 的样品传输速率超过 1.2TBps,并计划在 2024Q1 推出 12 层 HBM3E 的样品,在 2025 年实现 HBM4 的量产,进一步提升 HBM 的性能和容量。三星展示的最新的路线规划中,除了带宽、能耗以及容量及堆叠数的规划,还计
61、划在 HBM4 上使用 FinFET 节点替代平面型 MOSFET 来生产对应逻辑 Die,并且封装方式将从基于 Bump 连接的 CoW(Chip on Wafer)变为基于 Pad 连接 Bumpless形式。图表49:三星 HBM 技术路线 资料来源:semianalysis,方正证券研究所 三星作为存储厂商和晶圆代工厂,既提供了三星作为存储厂商和晶圆代工厂,既提供了 HBMHBM 方案也提供了多方案也提供了多 HBMHBM 封装方案,封装方案,一站式的方案一站式的方案有助于有助于收获更多订单收获更多订单:三星提供了三星提供了 2.5D 和和 3D 在内的丰富的先进封装交钥匙解决方案。在
62、内的丰富的先进封装交钥匙解决方案。包括 I-CubeS、I-CubeE、X-Cube(TCB)和 X-Cube(HCB)四个不同的封装类型:1)I-CubeS 和 I-CubeE 都是 2.5D 封装技术的代表:它们的技术特点是,在一个85x85mm的封装中,可以同时放置多个 HBM(目前是 8 个),并且互连层的面积是一个标准光罩的三倍,即 3x reticle。它们的微凸块间距和互连层 C4 间距分别是 40m 和 150m。I-CubeS 和 I-CubeE 的未来发展方向是,将互连层的面积扩大到 4x reticle,将 HBM 的数量提升到 12 个,将微凸块间距和互连层 C4 间距
63、缩小到 25m 和 125m,以及将封装的尺寸增加到 100 x100mm;电子 行业专题报告 23 敬 请 关 注 文 后 特 别 声 明 与 免 责 条 款 s 2)3D 封装技术 X-Cube(TCB)和 X-Cube(HCB):区别在于是否使用凸块连接技术。X-Cube(TCB)的微凸块间距和硅片厚度分别为 25m 和 40m,而 X-Cube(HCB)则展现了更高的技术水平,其微凸块间距和硅片厚度仅为 4m 和 10m,这反映了其在精度上的提升 图表50:三星先进封装解决方案 资料来源:OPC 演讲AI/HPC:Advanced package technologies for ch
64、iplet adoption and memory integration in HPC/AI applications,方正证券研究所 图表51:X-Cube Platform 与 I-CubeS/I-CubeE Platform 工艺水平提升 资料来源:OPC 演讲Unleashing the Power of Collaboration:Overcoming Memory Challenges in the AI/ML Era,方正证券研究所 展望未来,为解决封装越来越大的问题,三星提出了两种解决方案:1)在一个logic die 上堆叠 DRAM die,提升功耗效率 40%,降低延迟
65、 10%;2)将 Cash DRAM堆叠在 logic die 上,提升功耗效率 60%,降低延迟 50%电子 行业专题报告 24 敬 请 关 注 文 后 特 别 声 明 与 免 责 条 款 s 图表52:三星未来 3D 封装方案构想 资料来源:OPC 演讲AI/HPC:Advanced package technologies for chiplet adoption and memory integration in HPC/AI applications,方正证券研究所 在内部互联的技术上,如果 Bump pitch 超过 20m,可以采用基于 TCB 的微凸块连接技术。但未来若使用基于
66、 HCB 的铜对铜连接技术,可以实现更小的 bump size 和 bump pitch,将密度提高 100 倍,带宽提高 150 倍,功耗效率提高 30%。图表53:三星未来内部互联技术构想 资料来源:OPC 演讲AI/HPC:Advanced package technologies for chiplet adoption and memory integration in HPC/AI applications,方正证券研究所 光互连将发挥重要作用,使用光学 I/O 的优势是可以实现非常高的带宽密度和非常低的功耗。三星有两种光学 I/O 的构想:一种是直接用光学 I/O 连接逻辑和存储
67、(包括 HBM);另一种是用光学 I/O 连接逻辑封装和存储封装。电子 行业专题报告 25 敬 请 关 注 文 后 特 别 声 明 与 免 责 条 款 s 图表54:三星未来光学 I/O 技术构想 资料来源:OPC 演讲AI/HPC:Advanced package technologies for chiplet adoption and memory integration in HPC/AI applications,方正证券研究所 2.32.3 美光美光:2424 年量产年量产 HBM3EHBM3E,多代产品研发中,多代产品研发中 2 24 4 年量产年量产 HBM3EHBM3E,供应
68、英伟达下一代,供应英伟达下一代 G GPUPU。美光在此前的财报电话会议上表示将在 2024 年通过 HBM3E 实现追赶,预计其 HBM3E 将在 2024Q3 或者 Q4 开始为英伟达的下一代 GPU 供应。11 月 6 日美光在台湾台中四厂正式开工,宣布将集成先进的探测和封装测试功能,生产 HBM3E 等产品,以应对人工智能、数据中心、边缘计算和云端等各种应用的需求不断增加。美光也公布了最新的 HBM 产品及规划,在技术层面进行多项变革和创新,以进行追赶并期望于实现领先。首先是将硅通孔(TSV)数量比目前的 HBM3 产品提升两倍,并将互连尺寸缩小了 25%,更密集的金属 TSV 互连有
69、助于改善器件各层之间的热传递,从而降低热阻。美光还缩小了 HBM3 Gen2 堆栈中 DRAM 设备之间的距离,封装的这两项变化显提高了热传递效率。根据存储线路图,除了即将推出的 HBM3 Gen2 产品之外,美光还宣布已经在开发 HBM Next 内存,预计在 2026 年推出,该 HBM 将为每个堆栈提供 1.5TB/s2+TB/s 的带宽,容量范围为 36GB 至 64GB。美光计划在 2026 年至 2027 年期间推出 36GB 至 48GB 的 12-Hi 和 16-Hi 堆栈,HBM4E 将在 2028 年量产。HBM4 的增强版本预计将获得时钟,将带宽提升到 2+TB/s,并将
70、每个堆栈的容量提升到 48GB 至 64GB。电子 行业专题报告 26 敬 请 关 注 文 后 特 别 声 明 与 免 责 条 款 s 图表55:美光 HBM 线路图 资料来源:半导体行业观察,方正证券研究所 图表56:三大厂 HBM 产品规划总结 资料来源:TrendForce,方正电子绘制,方正证券研究所 电子 行业专题报告 27 敬 请 关 注 文 后 特 别 声 明 与 免 责 条 款 s 3 3 相关标的相关标的 3.13.1 长川科技:完成长奕科技资产过户,产品类型丰富长川科技:完成长奕科技资产过户,产品类型丰富 长川科技 2023 年前三季度实现营收 12.1 亿元,yoy-31
71、.1%,归母净利润 0.01 亿元,yoy-99.6%,扣非归母净利润-1.1 亿元,yoy-140.8%,前三季度综合毛利率57.5%,同比+3.5%。公司 2023Q3 单季实现营收 4.5 亿元,yoy-21.0%,qoq+1.1%;归母净利润-0.19 亿元,yoy-123.8%,qoq-124.4%,扣非归母净利润-0.2 亿元,yoy-152.2%,qoq-22.2%。单季度毛利率 61.1%,yoy+10.7%,qoq+6.1%,净利率-2.3%,yoy-17.2%,qoq-19.8%。持续加大研发投入力度。持续加大研发投入力度。公司前三季度研发费用 5.26 亿元,同比增长 1
72、6.89%,占营收比重 43.5%。在将现有产品领域做专、做强,保持产品市场领先地位的基础上,重点开拓了探针台、数字测试机等产品,不断拓宽产品线,并积极开拓中高端市场,产品结构持续改善。20232023 年完成长奕科技资产过户,优质资产及业务纳入公司。年完成长奕科技资产过户,优质资产及业务纳入公司。公司于 2022 年通过了发行股份购买资产收购长奕科技(马来西亚 Exis)的审批,并于 2023H1 完成了资产过户。EXIS 主要从事集成电路分选设备的研发、生产和销售,核心产品主要为转塔式分选机,EXIS 在转塔式分选机细分领域积累了丰富的经验。本次交易完成后,标的公司优质资产及业务将进入上市
73、公司,有助于公司丰富产品类型,实现重力式分选机、平移式分选机、转塔式分选机的产品全覆盖,通过公司与 EXIS在销售渠道、研发技术等方面的协同效应,提升公司的盈利能力与可持续发展能力。3.23.2 新益昌:固晶机老兵,新益昌:固晶机老兵,MiniLED&MiniLED&半导体双轮驱动半导体双轮驱动 新益昌 2023 年上半年实现营收 5.4 亿元,yoy-16.4%,归母净利润 0.44 亿元,yoy-63.9%,扣非归母净利润 0.39 亿元,yoy-65.8%,上半年综合毛利率 38.0%,同比-5.1%,归母净利率 8.18%,同比-10.8%。2023Q2 单季实现营收 1.8 亿元,y
74、oy-38.6%,qoq-49.5%;归母净利润-0.14 亿元,yoy-127.8%,qoq-124.4%;扣非归母净利润-0.18 亿元,yoy-138.8%,qoq-131.7%。单季毛利率 35.4%,yoy-10.2%,qoq-3.9%,净利率-7.8%,yoy-25.3%,qoq-24.2%。Mini/MicroledMini/Microled 加速渗透,设备环节率先迎接扩产景气度。加速渗透,设备环节率先迎接扩产景气度。MiniLED 背光在亮度、对比度、色彩还原等方面远优于 LCD 显示屏,在平板、笔电、电视等中大尺寸显示方面有成本优势,TrendForce 预计 2025 年
75、MiniLED 出货将达到 2600 万片。受益于新能源车渗透率提升,车载 MiniLED 市场不断扩大,据 Omdia 预计,2023 年全球车载显示市场规模将达到 95 亿美元。公司掌握高速精准运动控制技术、单邦双臂同步运行技术、MiniLED 缺陷检测算法等核心技术,绑定制造环节三星、京东方、三安等龙头客户,2023 年设备订单预计迎来非线性爆发。拓展半导体产品矩阵,国产替代空间打开。拓展半导体产品矩阵,国产替代空间打开。受益于封装技术的迭代,对固晶精度的要求越来越高,固晶机市场增速领涨半导体封测设备。公司以固晶机业务为基,拓展焊线机和分选设备,与通富微电、华天科技、扬杰科技等客户合作紧
76、密,我们看好公司后道设备在客户处的单线价值量仍有数倍增长空间。随着封测厂稼动率回暖,预计资本开支将会于 2024 年恢复,拉动封测设备需求上行。2021 年封测设备中的焊线机和固晶机国产化率仅 3%,国产替代空间广阔。电子 行业专题报告 28 敬 请 关 注 文 后 特 别 声 明 与 免 责 条 款 s 3.33.3 天承科技:天承科技:先进封装电镀液领军者,载板先进封装电镀液领军者,载板&TSV&TSV 产品突破在即产品突破在即 电镀液为先进封装材料中第一大单品,较传统产品价值量提升翻倍以上。电镀液为先进封装材料中第一大单品,较传统产品价值量提升翻倍以上。内资PCB公司不断扩产,带动电子化
77、学品需求扩张,其中载板国产化需求迫切,增速领先其他细分种类。高端 IC 载板如 ABF 载板的电子化学品成本占比相较于普通 PCB的提升 2 倍以上,达 12%。3D 封装中 TSV 渗透率迅速提升,据 Vantage Market Research 预测,TSV 市场 2022-2026 年 CAGR 为 16%,电镀液对 TSV 性能至关重要。公司载板、TSV 和 Interposer 产品突破在即,有望提升毛利和进一步打开高端市场空间。公司主要产品为公司主要产品为 PCBPCB 专用电子化学品,高端产品市占率国内第二。专用电子化学品,高端产品市占率国内第二。公司产品为应用于高端 PCB
78、生产中沉铜、电镀、铜面处理等环节的专用电子化学品,主要客户包括深南电路、兴森科技、崇达技术、博敏电子等国内知名 PCB 企业,在中国大陆高端市场中份额位居第二,市占率约为 20%。水平沉铜市场贡献主要增长,电镀专用化学品壁垒高企。水平沉铜市场贡献主要增长,电镀专用化学品壁垒高企。公司营收主要增长来自水平沉铜专用化学品和电镀专用化学品的销售收入增长。水平沉铜专用化学品产品销售额从 2020 年的 1.84 亿元上升到 2022 年的 2.82 亿元,毛利率稳定在 20-25%。电镀专用化学品销售额从 2020 年的 925 万元上升到 2022 年的 3458 万元,收入占比从 4%上升到 9%
79、。电镀化学品核心是配方,直接材料占比不高,公司 2020-2022 年毛利率从 73.28%增长至 84.37%,主要系高毛利盲孔填孔产品销售额占比上升。PCBPCB 专用电子化学品市场稳健增长,高端产品国产化率仍待打开。专用电子化学品市场稳健增长,高端产品国产化率仍待打开。预计 2021 年中国大陆产值 PCB 专用电子化学品约为 140 亿元人民币,预计未来三年将保持 4%-6%的增长率。线路图形、铜面处理、孔金属化、电镀工艺、最终表面处理五大PCB 制程所使用的专用电子化学品约占总产值的 10%、10%、40%、20%、20%。孔金属化中的水平沉铜和电镀环节的专用化学品壁垒较高,国产化率
80、均在 20%左右,外资如安美特等公司近乎垄断。3.43.4 华海诚科:环氧塑封料稀缺标的华海诚科:环氧塑封料稀缺标的 内资环氧塑封料代表厂商内资环氧塑封料代表厂商。华海诚科成立于 2010 年,主要产品为环氧塑封料和电子胶黏剂,是国内少数具备芯片级固体和液体封装材料研发量产经验的专业工厂。公司紧密跟进下游封装技术,近一年成功研发了 low CTE2 技术和对惰性绿油高粘接性技术,并积极开展无铁生产线技术和无硫环氧塑封料产品。立足传统封装领域,积极布局先进封装。立足传统封装领域,积极布局先进封装。传统封装领域,公司在长电科技、华天科技等部分主流厂商逐步实现了对外资厂商产品的替代,市场份额逐步提升
81、。先进封装领域,应用于 QFN 的产品 700 系列已通过长电科技及通富微电等知名客户验证,实现小批量生产与销售,成为公司新的业绩增长点;应用于先进封装的颗粒状环氧塑封料(GMC)以及 FC 底填胶等已通过客户验证,液态塑封材料(LMC)正在客户验证过程中,有望逐步实现产业化并打破外资厂商的垄断地位。公司 2023 年上半年实现营收 1.26 亿元,同比下降 15.29%;归母净利润 1209.24万元,同比下降 26.92%,主要是由于消费电子等终端设备的需求不及预期,消费电子 行业专题报告 29 敬 请 关 注 文 后 特 别 声 明 与 免 责 条 款 s 类芯片需求有所下滑,公司应用在
82、消费电子类产品的订单有所下滑。公司持续加大研发投入,2023 年上半年研发投入 1090.86 万元,同比增长 25.87%。公司IPO募集资金主要用于高密度集成电路和系统级模块封装用环氧塑封料项目和研发中心提升项目。高密度集成电路和系统级模块封装用环氧塑封料项目可形成年产 11000 吨环氧塑封料的生产能力.3.53.5 雅克科技:雅克科技:前驱体核心供应商,新材料布局驱动多维增长前驱体核心供应商,新材料布局驱动多维增长 电子材料布局广泛,客户资源优质。电子材料布局广泛,客户资源优质。雅克科技自 2016 年以来,通过一系列外延并购进军半导体材料,当前电子材料布局半导体前驱体、电子特气、面板
83、光刻胶、硅微粉和 LDS 等。通过收购韩国前驱体厂商 UP Chemical、LG 光刻胶事业部、Cotem 成为 SK 海力士、LG 品示的核心供应商,此外雅克也已进入合肥长鑫、长江存储、京东方等国内龙头客户,海内外客户资源优质,为后续营收业绩放量打下坚实基础。制程结构升级、存储制程结构升级、存储 3D3D 堆叠趋势推动前驱体需求快速增长。堆叠趋势推动前驱体需求快速增长。根据 TECHCET 统计数据,2021 年全球总体 ALD/CVD 前驱体市场同比增长 21%达到 13.9 亿美元,预计在2022年增长12%至近15.6亿美元,主要得益于7nm以下先进逻辑产能提升、3D NAND 更多
84、的层数堆叠以及 DRAM 制造发展到 EUV 光刻,共同推动前驱体市场规模快速增长。此外,高算力芯片带动 HBM 需求,SK 海力士作为 HBM 领军企业,2022 年 6 月宣布开始量产 HBM3,预计于 2022Q3 向英伟达 H100 系统供应 HBM3,UP Chemical 作为 SK 海力士前驱体核心供应商,有望充分受益。碳中和背景下碳中和背景下 LNGLNG 进口量加速增长,复合板材顶订单激增。进口量加速增长,复合板材顶订单激增。“碳中和”背景下全球LNG 贸易量以及我国 LNG 进口量加速增长,LNG 运输船订单激增。LNG 复合板材是运输船核心材料,有极佳的竞争格局,雅克作为
85、沪东造船厂、江南造船厂等本土造船厂的核心供应商,订单增长空间大。3.63.6 深科技:深科技:高端制造全球前列,存储封测注入长期动能高端制造全球前列,存储封测注入长期动能 存储封测国内领先,高端制造稳居全球前列。存储封测国内领先,高端制造稳居全球前列。深科技成立于 1985 年,总部位于深圳,是全球领先的专业电子制造企业,连续多年在 MMI 全球电子制造服务行业(EMS)排名前列。2015 年全面收购沛顿科技,切入高端存储封测领域。沛顿科技自 成 立 以 来始 终 专注于 高 端 存 储芯 片 封装和 测 试 服 务,具 有从高 端DRAM/Flash/SSD 存储芯片封测到模组、成品生产完整
86、产业链。通过收购沛顿科技,深科技获得了其深厚的存储芯片封测技术积累和高端人才,以及强大的市场和客户资源。目前公司半导体封测以深圳、合肥双基地模式运营,2022 年合肥沛顿存储已通过重点客户 wBGA 及 LPDDR 产品封装量产认证和主要客户终端用户审核。公司构建了存储半导体、高端制造、计量智能终端三大主营业务发展战略。存储封装存储封装:先进封装形式占比提升。先进封装形式占比提升。据 Yole 统计,2022 年存储芯片封装市场为151 亿美元(不含测试)。随着存储带宽、存储密度的提升,存储封装经历了从引线键合到倒装、晶圆级封装、SiP 的升级,尽管引线键合仍然主导现有封装形式,占比 40%,
87、倒装芯片封装占比持续提升,22 年份额达到 36%。沛顿科技具备多层芯片堆叠技术、薄片封装能力、SiP 封装能力和倒装 FCBGA 技术等,关键技术国内领先。合肥沛顿一期达产后,预计将形成 10 万片/月 DRAM 封装测试和 2 万片/电子 行业专题报告 30 敬 请 关 注 文 后 特 别 声 明 与 免 责 条 款 s 月 Flash 晶圆存储封装以及 250 万条/月内存模组的有效产能,将充分受益存储器国产化替代进程。4 4 风险提示风险提示 1 1)下游需求持续疲弱:)下游需求持续疲弱:存储行业具有周期性,若下游需求持续疲弱,则会对行业内公司经营产生不利影响。2 2)产业进度不及预期
88、:)产业进度不及预期:新型存储当前仍处于产业落地初期阶段,若产业落地节奏不及预期,则会对相关公司业务产生不利影响。3 3)行业竞争加剧:)行业竞争加剧:存储行业话语权仍由海外大厂主导,多数国内厂商业务仍聚焦于中低端产品,存在行业竞争加剧风险,或对国内公司经营业绩产生不利影响。电子 行业专题报告 31 敬 请 关 注 文 后 特 别 声 明 与 免 责 条 款s分析师声明分析师声明 作者具有中国证券业协会授予的证券投资咨询执业资格,保证报告所采用的数据和信息均来自公开合规渠道,分析逻辑基于作者的职业理解,本报告清晰准确地反映了作者的研究观点,力求独立、客观和公正,结论不受任何第三方的授意或影响。
89、研究报告对所涉及的证券或发行人的评价是分析师本人通过财务分析预测、数量化方法、或行业比较分析所得出的结论,但使用以上信息和分析方法存在局限性。特此声明。免责声明免责声明 本研究报告由方正证券制作及在中国(香港和澳门特别行政区、台湾省除外)发布。根据证券期货投资者适当性管理办法,本报告内容仅供我公司适当性评级为 C3 及以上等级的投资者使用,本公司不会因接收人收到本报告而视其为本公司的当然客户。若您并非前述等级的投资者,为保证服务质量、控制风险,请勿订阅本报告中的信息,本资料难以设置访问权限,若给您造成不便,敬请谅解。在任何情况下,本报告的内容不构成对任何人的投资建议,也没有考虑到个别客户特殊的
90、投资目标、财务状况或需求,方正证券不对任何人因使用本报告所载任何内容所引致的任何损失负任何责任,投资者需自行承担风险。本报告版权仅为方正证券所有,本公司对本报告保留一切法律权利。未经本公司事先书面授权,任何机构或个人不得以任何形式复制、转发或公开传播本报告的全部或部分内容,不得将报告内容作为诉讼、仲裁、传媒所引用之证明或依据,不得用于营利或用于未经允许的其它用途。如需引用、刊发或转载本报告,需注明出处且不得进行任何有悖原意的引用、删节和修改。评级说明:评级说明:类别类别 评级评级 说明说明 公司评级 强烈推荐 分析师预测未来12个月内相对同期基准指数有20%以上的涨幅。推荐 分析师预测未来12
91、个月内相对同期基准指数有10%以上的涨幅。中性 分析师预测未来12个月内相对同期基准指数在-10%和10%之间波动。减持 分析师预测未来12个月内相对同期基准指数有10%以上的跌幅。行业评级 推荐 分析师预测未来12个月内行业表现强于同期基准指数。中性 分析师预测未来12个月内行业表现与同期基准指数持平。减持 分析师预测未来12个月内行业表现弱于同期基准指数。基准指数说明 A股市场以沪深300指数为基准;香港市场以恒生指数为基准,美股市场以标普500指数为基准。方正证券研究所联系方式:方正证券研究所联系方式:北京:西城区展览馆路 48 号新联写字楼 6 层 上海:静安区延平路71号延平大厦2楼 深圳:福田区竹子林紫竹七道光大银行大厦31层 广州:天河区兴盛路12号楼隽峰苑2期3层方正证券 长沙:天心区湘江中路二段36号华远国际中心37层 E-mail: