HBM商机诱人 美韩中半导体厂肉搏战

Ai热潮带动算力需求，而强大处理器也需要更高频宽的存储器，HBM让存储器厂迎来新一波商机，SK海力士、三星、美光俨然成为供应HBM的三巨头，而近期又传出中国某手机品牌也要加入研发，到底HBM的技术在AI时代有多重要？市场规模有多大？

HBM（High Bandwidth Memory, HBM）是种可以用于高速运算、能运送大量资料的存储器，其应用了3D堆叠封装技术，将多个DRAM晶粒垂直堆叠，并以矽穿孔（Through-Silicon Via, TSV）相连，不仅提升存储器的频宽，也减少了有关功耗和体积空间的问题。HBM能以更快的速度存取存储器，让资料可轻易的传送与储存，专门为高性能运算的应用量身打造，适用于AI伺服器、自驾车市场、高效能运算和高速网路设备等领域。
据预估2024年的HBM需求位元年成长率近200％，2025年可望再翻倍。研究公司Mordor Intelligence预计，在2024年HBM的全球市场规模会达到25.2亿美元，并以逾25%的年复合成长率成长，于2029年成长为将近80亿美元的规模。高盛看好HBM的市场规模在2026年将达300亿美元，并重申未来几年HBM供不应求的观点。研究机构Yole Group则预测，2024年HBM市场规模约为141亿美元，2025年略接近199亿美元，2027年将发展为377亿美元。
即便市场规模具备庞大潜力，却不代表相关发展能就此一路顺畅，当前HBM尚须面对成本和良率的各式挑战。HBM的厚度受更先进的DRAM制程所左右，因其需要以堆叠DRAM来制作，而堆叠精准度与散热也都是攸关HBM成败与否的关键，堆叠结构亦为HBM的封装和测试添增不少难度，导致生产成本提高。
2024年的HBM市场几乎被三家大厂所垄断，其中SK海力士约有52％的市占率，三星占42.4％，美光约5％。若以现阶段主流产品HBM3产品来看，目前SK海力士于HBM3市场比重超过9成，而三星与美光紧追在后。据CNBC报导引述SK海力士与美光的说法，两业者2024年的HBM已经售罄，就连2025年的HBM产量也几乎被预订一空。
展望2025年，市场需求将大幅转向HBM3E，更多12hi产品的出现将提升单芯片搭载HBM的容量。三大存储器厂积极扩充HBM产能，市场估计2025年新增投片量约27.6万片，总产能将拉升至54万片，年增105％。而存储器三雄为了应付广大市场，也积极投入更多资源研发。
当前HBM市场执牛耳的SK海力士将投资20兆韩元（约145亿美元）在韩国清州市建厂，并与台积电合作生产新一代的HBM4或第六代HBM系列芯片，规划自2026年开始量产。
SK海力士的HBM技术团队负责人Kwi Wook Kim于5月表示，新一代HBM的更新周期由2年缩短至1年，第七代HBM量产时间将提前至2026年。此外， SK海力士还宣布，计划在2028年前的四年之内投资103兆韩元（750亿美元），并将其中的80％用于HBM研发和生产。2024年的HBM市场几乎被三家大厂所垄断，其中SK海力士约有52％的市占率。
三星的HBM正反消息则层出不穷，当中包含未能通过英伟达用在AI处理器的测试，或是已通过英伟达品质验证等内容，虽这些都被英伟达与三星否认，但三星股价的涨跌仍然受到波动，进而引发市场关注。
据韩媒报导，三星近期成立了一个专责开发HBM的新部门，着眼于下一代HBM4、HBM3和HBM3E等产品的研发，希望藉此重返市场领先地位，三星亦明确透露HBM4技术的研发时间表，计划于2025年首次亮相，但此次改革的成效尚待观察，尤其是三星正面临史上第一次罢工，工会放话若无法达成诉求，下个罢工目标就会转向平泽市的HBM生产线，使得三星的HBM生产线可能受到影响。雪上加霜的是，其竞争对手SK海力士正在大举招募HBM相关的新职位，让三星可能发生被大量挖角的窘境。
美光抢先在今年2月量产最新HBM3E芯片，顺利夺下英伟达H200 AI GPU订单，在获得日本政府半导体补助后，美光宣布将在日本广岛县斥资6,000亿至8,000亿日圆（约38亿至51亿美元），兴建一座采用极紫外光（EUV）微影制程的先进DRAM芯片厂，最快2026年初动工，2027年底开始营运。
日媒指出，美光要在2025年底把其HBM市占率大幅提升至目前的3倍之上，即达到25％附近。知情者透露，为提升HBM产量，美光正在美国打造多条测试生产线，并首度考虑在马来西亚生产HBM，同时扩大台湾产能。
SK海力士、三星和美光对全球HBM市场的垄断，也意味着中国缺乏开发和制造HBM的厂商，为了突破美国封锁并实现芯片自主，之前市场还盛传某中国手机品牌大厂联合一票半导体厂商要在HBM领域发力；不过近日双方同时发声辟谣，否认有合作关系。
尽管如此，从中国企业的布局也可看出中国日益重视HBM芯片技术。“大基金三期”计划注资高达人民币3,440亿元，主要目的为发展半导体产业，而HBM产业链有可能是其中一个投资重点。
综合大陆媒体报导，武汉新芯从今年2月开始兴建一座月产能达3,000片的12吋HBM晶圆厂。今年5月，中国最大的DRAM芯片制造商长鑫存储（CXMT）也和芯片封测公司通富微电（Tongfu Microelectronics）合作开发HBM芯片，据传部分客户已经看过样品。
不过，中国在HBM研发仍处于早期阶段，尽管国际上已有更先进的HBM3和HBM3E，但中国目前的工作重点仍在HBM2的研发和制造阶段，此外，美国虽未限制HBM芯片出口，但HBM3芯片使用美国高阶技术制造，但美国实体清单上的企业也无法取得。
国际投资业者WhiteOak Capital投资总监 Nori Chiou就曾指出，中国大陆芯片制造商在HBM方面落后全球竞争对手10年。

法人点名台积电、力成、至圣、创意、中砂、至上等HBM商机概念股以及南亚科、华邦电、钰创、爱普*等类HBM（HBM-Like）概念股也有望受到景气转折向上影响而获利。
机构指出，随着HBM4世代兴起，逻辑晶粒将演进至14纳米节点。SK海力士与美光将委由台积电代工生产逻辑晶粒。
美光的TSV及堆叠产能专注于供应HBM生产，16Gb DDR5的TSV及堆叠产能，有机会释出给专业封测业者力成；美光的HBM的烘烤制程设备，据传将由志圣供应。
创意与台积电、SK海力士合作打造HBM3 CoWoS平台，创意的GLink-2.5D晶粒对晶粒（Die-to-Die）介面等矽智财运用于HBM3，是市场法人普遍认可的HBM受惠厂商。
半导体材料厂中砂的钻石碟（DBU）前景看好，台湾中信投顾预期美光的HBM需求与其他新客户订单将带动钻石碟价量上升，2024年相关营收预计增加近30％。至上则是三星主要代理商，下半年有望开始代理HBM相关产品。
此外，三大厂增产HBM挤压了DRAM产能，也推动DRAM报价持续走扬。法人表示，多数投资人以南亚科作为DRAM景气循环的主要交易标的，但华邦电也值得关注，因其在第二季进行20纳米制程升级，并推出4Gb DDR4新产品；钰创预计在大厂布局HBM和DDR5的情况下，接手DDR3与DDR4市场；爱普*则积极推动 VHM 3D 整合专案研发，其客制化高宽频VHM（Very High Bandwidth Memory）诉求频宽和功耗表现可以大幅超越HBM。