国海证券最新发布的HBM行业深度报告指出，受益AI应用快速发展，2024年全球HBM市场规模预计将达169.14亿美元，同比增长约288.29%。目前全球HBM市场被SK海力士、三星、美光三家企业垄断。2024年12月美国BIS将HBM纳入严格管控，国内HBM有望加速扩产。TSV作为HBM核心工序成本占比30%，刻蚀、沉积、键合等关键设备国产替代需求迫切。
HBM市场前景广阔——2024年市场规模169亿美元增长288%
HBM具备高带宽、低延迟、低功耗等优势，主要应用于数据中心、AI计算加速卡、高端专业显卡等高算力领域。据TrendForce数据，2023年全球HBM市场规模约43.56亿美元，2024年预计将达169.14亿美元，同比增长约288.29%。HBM单价相比DDR5价差约5倍，2023/2024/2025年HBM占DRAM总产能预计分别为2%/5%/10%+，产值占比分别为8%/21%/30%+。
全球HBM市场高度集中，SK海力士、三星、美光三大供应商2023年市占率分别为47.5%、47.5%和5%，2024年SK海力士市占率预计增至52.5%。三大巨头积极扩产，2023年底HBM总产能（含TSV）为4.5、4.5、0.3万片/月，2024年底预计增至12-12.5、13、2万片/月。
地缘催化国内加速扩产——长鑫171亿投资+武汉新芯月产3000片
2024年12月2日美国BIS宣布新规，将HBM纳入严格管控，通过存储单元面积小于0.0019μm²、存储密度大于0.288Gb/mm²等指标限制HBM出口，红线阈值相当于HBM2，意味着国内厂商很难买到可用的HBM。国内HBM产业处于早期阶段，目前仍处于HBM2的研发和产业化阶段。
国内厂商加速布局：长鑫存储母公司睿力集成计划投资至少171亿元建造先进封装厂，预计2026年中投产，封装产能预计达3万片/月。武汉新芯2024年3月发布《高带宽存储芯粒先进封装技术研发和产线建设》招标项目，拟新增设备16台套，实现月产出能力>3000片（12英寸）。地缘催化下国内HBM产能建设有望加速。
TSV成本占比30%——刻蚀/沉积/铜填充设备是关键
TSV（硅通孔）是HBM核心工序，成本占比30%（其中TSV制造18%、TSV显露12%）。TSV工艺涉及二十多种设备，深孔刻蚀（基于Bosh工艺的干法刻蚀）、气相沉积（PVD沉积扩散阻挡层和种子层）、铜填充（TSV填孔镀铜是最核心最难工序）、减薄抛光（机械研磨/CMP）等较为关键。种子层连续性和均匀性是TSV铜填充最重要的影响因素。
随着TSV工艺趋向小孔径、高密度、大深宽比，制造过程容易产生底部空洞、内部缝隙、填充缺失等典型缺陷，单一TSV良率面临更高要求，3DIC集成良率随芯片数量增加呈指数下降。国内设备商在TSV刻蚀、沉积、铜填充等领域加速国产替代，北方华创刻蚀/沉积/炉管设备已实现主流先进封装企业批量生产，中微公司12英寸3D芯片硅通孔刻蚀工艺验证成功。
HBM设备国产替代——刻蚀/沉积/键合/减薄/检测全面布局
国内HBM/先进封装设备国产替代加速推进。拓荆科技晶圆对晶圆键合产品Diora 300、芯片对晶圆混合键合前表面预处理产品Procons已获客户量产重复订单。华海清科12英寸超精密晶圆减薄机已取得多个领域龙头企业批量订单。芯源微临时键合机/解键合机已与国内多家2.5D/HBM客户达成深度合作，在手量产或验证性订单十余台。
盛美上海推出三款面板级先进封装新品（水平式电镀、边缘刻蚀、负压清洗设备）。精测电子、中科飞测、赛腾股份、精智达等检测设备商积极布局HBM检测设备。快克智能键合机、芯碁微装直写光刻机/晶圆对准机/晶圆键合设备均在先进封装领域有所布局。HBM制造工艺复杂度较高，TSV、Bump、减薄、堆叠/填充、测试五大环节持续优化，设备国产替代空间广阔。
全球主要HBM供应商产能与市占率对比表| 公司 | 2023HBM市占率 | 2024E HBM市占率 | 2023年底产能（万片/月） | 2024年底产能（万片/月） | HBM收入24Q3 YoY |
|---|
| SK海力士 | 47.5% | 52.5% | 4.5 | 12-12.5 | 330% |
| 三星 | 47.5% | 42.4% | 4.5 | 13.0 | — |
| 美光 | 5.0% | 5.1% | 0.3 | 2.0 | — |
