HBM行业深度：制造工艺、发展现状、竞争格局、市场测算及相关公司深度梳理-240318（26页）.pdf

1、 1/26 2024 年年 3 月月 18 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 行业研究报告 慧博智能投研 HBM行业行业深度：深度：制造工艺制造工艺、发展现状发展现状、竞争竞争格局格局、市场测算市场测算及及相关公司相关公司深度梳理深度梳理 近期，美光宣布已开始量产其 HBM3E 高带宽内存解决方案；三星发布首款 36GB HBM3E 12HDRAM，目前为三星容量最大的 HBM；SK 海力士于 1 月中旬正式结束了 HBM3E 的开发工作，并顺利完成英伟达历时半年的性能评估，计划于 3 月开始大规模生产 HBM3E 产品，这批 HBM3E 将用于英伟达下一代Blackwell 系列的

2、 AI 芯片旗舰产品 B100 上，而英伟达则计划于 2024 年第二季度末或第三季度初推出该系列产品。同时，武汉新芯近日就 HBM 封装技术招标，拟实现月产能超过 3000 片 12 英寸晶圆。面对海外大厂对于 HBM3E 的量产，国内存储厂商也在 HBM 技术上进行着加速突破，有望在 AI 大浪潮的需求下提升竞争实力，相关产业链或将受益。围绕 HBM，下面我们从其基本概念入手，了解其优势及持续迭代更新在性能上的提升情况，并对该行业制造工艺、发展现状及竞争格局进行分析，并对市场前景进行测算，方便读者深入了解这一行业。目录目录 一、概述.1 二、制造工艺.5 三、发展现状.7 四、竞争格局.9

3、 五、市场测算.10 六、相关公司.15 七、参考研报.25 一、一、概述概述 1.HBM HBM（High Bandwidth Memory）意为高带宽存储器，是一种面向需要极高吞吐量的数据密集型应用程序的 DRAM，HBM 的作用类似于数据的“中转站”，就是将使用的每一帧，每一幅图像等图像数据保存到帧缓存区中，等待 GPU 调用。2/26 2024 年年 3 月月 18 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 HBM 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

4、数据中心新一代内存解决方案。2.优势优势 HBM 在带宽、功耗、封装体积方面具备明显优势。按照不同应用场景，行业标准组织 JEDEC 将DRAM 分为三个类型：标准 DDR、移动 DDR 以及图形 DDR，图形 DDR 中包括 GDDR 和 HBM。相比于标准的 DDR4、DDR5 等产品，以 GDDR 和 HBM 为代表的图形 DDR 具备更高的带宽，其中HBM 在实现更大带宽的同时也具备更小的功耗和封装尺寸。HViXzWdYmUdWJVlZbWmV7NdNaQpNnNmOqMeRpPnOlOpNoPbRoPmNNZnPtQMYpMqR 3/26 2024 年年 3 月月 18 日日 行业行

5、业|深度深度|研究报告研究报告 GDDR 和 HBM 有效解决了内存墙的问题，在中高端 GPU 中得到广泛应用。过去 20 年中，处理器的峰值计算能力增加了 90,000 倍，但是内存/硬件互连带宽却只是提高了 30 倍。存储性能的提升远远跟不上处理器性能提升，导致内存性能极大限制了处理器性能的发挥，对指令和数据的搬运（写入和读出）的时间将是处理器运算所消耗时间的几十倍乃至几百倍，而且引发了高能耗，即出现了“内存墙”问题。具备更高带宽的 GDDR 和 HBM 相比传统 DDR 有更高的带宽，因此有效的解决了该问题，GDDR 和成为中高端 GPU 搭载的主流内存方案，HBM 也在部分高端 GPU

6、 中得到应用。3.HBM 有望替代有望替代 GDDR 成为主流方案成为主流方案 AI 大模型对于数据传输提出了更高的要求，HBM 有望替代 GDDR 成为主流方案：GDDR5 功耗更高，高功耗未来会限制 GPU 的性能提升；GDDR5 为了实现更高带宽，需要电路承载更大的电压，导致电路尺寸偏大。NAND、DRAM 和 Optics 等技术将受益于片上集成，但在技术上并不兼容。4/26 2024 年年 3 月月 18 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 主流数据中心 GPU 均采用 HBM 技术。英伟达 V100、A100、H100 均采用 HBM 内存，同样，AMDMI100、MI20