HBM概念、市场规模及发展趋势分析

HBM 是高性能计算卡的核心组件之一。

生成式人工智能大模型催生对高性能存储的需求，我们认为 HBM 需 求有望随着智算中心的快速建设而攀升。根据 SK Hynix 官网资料，2021 年 SK Hynix 开发出全球首款第三代 HBM DRAM，并于 2022 年量产。HBM3 是第四代 HBM(High Bandwidth Memory)技术，由多个垂直连接的 DRAM 芯片组合而成，作为高价值产品其主要是提高数据处理速度。HBM3 能够 每秒处理 819GB 的数据，与上一代 HBM2E 相比，速度提高了约 78%。我 们认为，HBM3 将搭载于高性能数据中心，有望适用于提高人工智能生成 相关的机器学习，故其应用标志着高性能存储在数据中心的应用迎来新时 代。

SK Hynix 已为英伟达供应 HBM3，搭配英伟达的 H100 计算卡；并已 开发出 HBM3E，预计将应用于 GH200 计算卡。根据英伟达官网资料显示， H100 GPU 已使用 188GB HBM。根据半导体产业纵横援引 Business Korea 报道，2023 年 6 月，SK Hynix 已收到英伟达的下一代 HBM3E DRAM 样 品请求，英伟达宣布其采用增强型 HBM3E DRAM 应用于新一代加速卡 GH200 GPU。在速度方面，HBM3E 每秒可处理高达 1.15 TB 的数据，相 当于每秒处理 230 多部 5GB 大小的全高清电影。此外，HBM3E 采用先进 质量回流成型底部填充（MR-MUF）尖端技术，散热性能提高了 10%。根据 Sk Hynix 官网报道，公司率先成功量产超高性能用于 AI 的存储器新产品 HBM3E，将在 2024 年 3 月末开始向客户供货。 HBM 市场成长率高，HBM3 和 HBM3E2024 年或将成为市场主流，预 计 2024 年市场规模将达到 25 亿美元。根据电子发烧友网援引 TrendForce 集邦报告，为顺应 AI 加速器芯片需求演进，各原厂计划于 2024 年推出新 产品 HBM3E，预期 HBM3 与 HBM3E 将成为 2024 年市场主流。HBM3E 将 由 24Gb mono die 堆栈，在 8 层(8Hi)的基础下，单颗 HBM3E 容量将提升至24GB。除英伟达外，Google 与 AWS 正着手研发次世代自研 AI 加速芯片， 将采用 HBM3 或 HBM3E。根据财联社援引 TrendForce 报告，从高阶 GPU 搭载的 HBM 来看，英伟达高阶 GPU H100、A100 主要采用 HBM2e、HBM3。 随着英伟达的 A100/H100、AMD 的 MI200/MI300、谷歌自研的 TPU 等需 求逐步提升，预估 2023 年 HBM 需求量将同比增长 58％，2024 年有望再增 长约 30％。根据 Mordor Intelligence 预测，预计 2024 年高带宽内存市场规 模为 25.2 亿美元，到 2029 年将达到 79.5 亿美元，2024-2029 年年复合增长 率为 25.86%。我们认为，随着需求不断扩张，原厂产能持续释放，HBM 产 业有望持续受益。

我们认为，HBM 或存在诸多催化因素，核心逻辑可从以下两方面出发， 一方面是高端芯片国产替代的大趋势，另一方面是在人工智能发展的大背 景下算力芯片需求上涨，各地纷纷出台相关政策支持算力产业，HBM 作为 算力 GPU 的核心组件有望持续受益。 存储芯片国产替代进程加速，HBM 属于高端存储芯片。2023 年 5 月 21 日中国宣布美国芯片制造商美光公司在华销售的产品未通过网络安全 审查。我们认为，从短中期来看，三星、海力士及其他本土存储厂商的产品 可以替代美光的空缺，因此对国内存储供应链影响有限。但从长远来看，信 息供应链安全意义重大，我们认为利好存储芯片国产化，国内存储厂商将同 时受益于供应链国产份额的提升及存储芯片行业的景气周期复苏。 各地相继出台支持算力发展相关政策，带动硬件建设需求；HBM 受益 于算力规模爆发，市场规模增速将高于存储芯片平均水平。2023 年 5 月 30 日，市政府办公厅发布的《北京市促进通用人工智能创新发展的若干措施》 提出，高效推动新增算力基础设施建设。加快建设北京人工智能公共算力中 心、北京数字经济算力中心，形成规模化先进算力供给能力，支撑千亿级参数量大模型研发。2023 年 5 月 30 日，上海市发展改革委印发的《上海市加 大力度支持民间投资发展若干政策措施》提出，充分发挥人工智能创新发展 专项等引导作用，支持民营企业广泛参与数据、算力等人工智能基础设施建 设。

存储板块价格逐渐上升，叠加 AI 算力需求爆发，存储芯片回暖速度高 于预期。存储芯片价格向上拐点初显，或将迎来量价齐升。根据 i Research 援引日经新闻报道，2024 年 1 月指标性产品 DDR4 8Gb 批发价为每个 1.85 美元左右，较 2023 年 12 月上涨 9%，容量较小的 4Gb 产品价格为每个 1.40 美元左右，较前一个月上涨 8%；主要系由于因中国客大陆户接受存储器厂 商的涨价要求，带动在智慧手机、PC、资料中心服务器上用于暂时储存数 据的 DRAM 价格连续三个月上涨。根据科创板日报援引中国台湾经济日报 报道，英特尔新一代消费型笔电平台 Meteor Lake 于 2023 年第四季度问世， 搭载的 DRAM 由目前主流 DDR4 升级为 DDR5；标志 DDR5 时代来临，有 望扭转存储器市况长期低迷。倪光南院士提到，预计到 2025 年，中国数据 产生量将达到 48.6ZB，超越美国成为全球第一大数据产生国。但从人均数 据存储量来看，中国仍有非常大的提升空间。

HBM 与 SiP 系统级封装技术关联密切，受益于国内封装厂在先进封装 领域的技术沉淀，国产 HBM 有望迎来快速放量。根据 SK 海力士官网资 料，高带宽存储器（HBM）是一项先进的高性能技术，它通过使用硅通孔 （TSV）垂直堆叠多个 DRAM，可显著提升数据处理速度。我们认为，封装 技术核心为硅通孔 TSV 以及 RDL 重布线，目前国内部分封测厂商具备此 项技术，或将持续受益。 HBM 应用领域向消费电子延伸速度加快，市场空间较大。我们认为， 在汽车领域随着 ADAS 发展，汽车摄像头数量增加从而致使数据传输量或 将快速增长，摄像头与处理器间需更大带宽，HBM 需求或将提升。在 AR/VR/MR 领域，摄像头、显示器与 GPU 等处理器互传数据，HBM 可助 力提升带宽。我们认为，由于目前 HBM 价格较高，鉴于消费类设备对于价 格具有高敏感性，HBM 使用较少。所以我们认为，未来随着成本端下降， HBM 可提供更多内存解决方案，有望进一步打开消费电子市场。