2025年电子行业分析:深度剖析HBM千亿蓝海,AI算力激战下供需新格局
- 来源:长城证券
- 发布时间:2025/08/22
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电子行业分析:深度剖析HBM千亿蓝海,AI算力激战下供需新格局.pdf
本文件聚焦电子行业中HBM(高带宽内存)领域的深度分析。HBM作为AI算力基础设施的关键组件,在人工智能大模型爆发背景下,面临巨大的市场需求增长。文档深入剖析了HBM市场的千亿级规模潜力,探讨了在AI算力竞争加剧的环境下,HBM产业链的供需格局变化。内容涵盖HBM的技术特点、市场驱动因素、主要供应商竞争态势以及未来发展趋势,旨在为投资者和行业参与者提供关于这一前沿赛道的全面洞察。
一、HBM复盘:打破AI算力传统内存墙瓶颈,3D堆叠DRAM的16年崛起之路
HBM复盘 :从HBM1到HBM3E(容量1GB→36GB/带宽128GB/s→1.2TB/s),“内存墙”的突破之路
HBM(High Bandwidth Memory, 高带宽存储器) :专为满足海量数据处理需求设计的DRAM技术,通过堆叠内存芯片和TSV(Through-Silicon Via, 硅通孔)技术与微凸点 (Microbump)互连来实现更高的带宽、更大的内存容量和更低的功耗,从而解决传统内存技术在处理高性能计算和图形密集型应用时面临的带宽瓶颈问题。
二、HBM需求:CSP资本开支撬动 AI 服务器放量+配置升级,推动HBM需求高增
HBM市场爆发:AI服务器拉动下,预计25年/26年HBM总位元需求量同比增速分别达+89%/+67%
HBM市场规模:美光预计将2025年HBM市场规模上修至350亿美元,据Yole预测2026年HBM市场规模将达460亿美元(YoY+35%),到2030年全球HBM市场有望达980 亿美元,24-30年CAGR~33%。AI服务器强劲需求带动下,HBM市场正在经历指数级增长,根据Yole预测,2025年全球HBM市场将增至340亿美元。据Yole预测,到 2030年,全球DRAM市场规模预计为1940亿美元,其中全球HBM营收预计将超过DRAM市场的50%,将达到980亿美元,复合年增长率达33%,其中测算2026年HBM市 场规模将达460亿美元,同比增长35%。2025年4月,据芯智讯报道,美光近期已将2025年HBM市场规模从300亿美元上修至350亿美元。据SK海力士HBM业务规划组织 主管Choi Joon-yong表示,受惠于终端用户对AI的刚性需求支撑,HBM市场规模还有很大成长空间,预估至2030年,每年成长幅度(CAGR)应有机会达到30%。
HBM总位元需求量&增速:据美光预计,2025年HBM总位元需求量将达22.5亿GB。测算2026年HBM总位元需求量将达34.05亿GB(YoY+67%),以每颗HBM3e-12Hi 提供36GB计算,需求量至少高达9458万颗。据Yole数据,自2022年底ChatGPT横空出世以来,生成式AI蓬勃发展,推动2023年HBM比特出货量同比+187%,2024年更是 进一步飙升193%。据美光预计,2025年全年HBM需求容量将达22.5亿GB,以每颗HBM3e-12Hi提供36GB计算,需求量至少高达6250万颗。我们测算2026年HBM总位元 需求量将达34.05亿GB(同比增长67%),以每颗HBM3e-12Hi提供36GB计算,需求量至少高达9458万颗。
HBM下游应用场景:25年AI服务器出货占比将升至15%以上,未来两年AI服务器出货量CAGR~17%
据TrendForce预测,2025年全球AI服务器出货量年增速将达24.3%,预计占比有望提升至15%以上,预计26-27年全球AI服务器出货量有望分别年增17.2%/16.8%。据 TrendForce,北美大型CSP(Cloud Service Provider, 云服务提供商)目前仍是AI Server(服务器)市场需求扩张主力,加上tier-2数据中心和中东、欧洲等主权云项目助力,需 求稳健。在北美CSP(云服务提供商)与OEM客户需求驱动下,预估2025年AI服务器出货量将维持双位数成长,TrendForce预测2025年全球AI服务器出货量年增24.3%,预 计25年AI服务器出货量占整体服务器比例有望进一步提升至15%以上。据TrendForce预计,2026-2027年全球AI服务器出货量将有望分别年增17.2%/16.8%。
AI已成为云业务增长的核心驱动力,北美四大CSP(云服务提供商)均对AI投入保持坚定,据彭博一致预期数据,全球四大CSP(云服务提供商)25/26年预期资本开支合 计分别同比+52%/+19%。据TrendForce报道,1)Microsoft:2025年仍聚焦投资AI领域,AI Server布局方面,Microsoft主要采用NVIDIA的GPU AI方案,自研ASIC的进展 相对较慢,预估其2026年新一代Maia方案才会较明显放量。2)Meta:2025年因为新数据中心落成,对通用型Server的需求显著增加,多数Server采用AMD平台,也积极布 局AI Server基础设施,同步拓展自研ASIC AI,预估其MTIA芯片2026年出货量有机会达翻倍成长。3)Google:2025年受惠主权云项目以及东南亚新数据中心落成,显著提 升Server需求。此外,Google本是自研芯片布局比例较高的业者,其针对AI推理用的TPU v6e已于上半年逐步放量成为主流。4)AWS:自研芯片目前以Trainium v2为主力 平台,AWS已启动不同版本的Trainium v3开发,预计于2026年陆续量产。受惠于Trainium平台扩充与AI运算自研策略加速,预估2025年AWS自研ASIC出货量将达双倍成 长,为美系CSP(云服务提供商)最强。据彭博一致预期数据,全球四大CSP(云服务提供商)25/26年预期资本开支合计分别同比+52%/+19%达3294亿美元/3930亿美元。
HBM下游需求格局:2025年NVIDIA GPU消耗HBM超五成,预测2026年ASIC需求或同比激增50%以上
HBM主要面向AI服务器领域应用,其下游客户主要为GPU厂商和ASIC厂商,其中据TrendForce数据,2024年NVIDIA、AMD的GPU分别占HBM消耗量的62%、9%, 其余(主要为CSP(云服务提供商)的ASIC)合计占29%。在高端AI服务器领域,GPU搭载HBM芯片已经成为主流配置,广泛应用于高性能计算、人工智能等场景。HBM主 要面向AI服务器领域应用,其下游客户主要为GPU厂商和ASIC厂商。据EEWORLD报道,据Trendforce数据,2024年,整体HBM消耗量达6.47B Gb、年增237.2%,其中 NVIDIA、AMD的GPU分别占消耗量的62%、9%,其他业者(主要为CSP(云服务提供商)的ASIC所需)占29%,分产品看HBM2e、HBM3、HBM3e贡献的消耗量成三足鼎 立,尤以HBM3e 8hi 及HBM2e 8hi最多;2025年,预估整体HBM消耗量将达16.97B Gb、年增162.2%,较上季预估的16.40B Gb小幅上修,因NVIDIA及AWS的AI芯片出 货预估上修,其中NVIDIA、AMD、Google、AWS、其他业者分别占消耗量的70%、7%、10%、8%、5%,分产品而言HBM3e为消耗量大宗,尤以HBM3e 12hi最多。
定制AI芯片需求的激增正在重塑竞争格局,预计26年以Google TPU为代表的ASIC HBM位元需求量将大幅增长,测算同比增速或有望超50%。专用ASIC(专为运行特 定AI模型而设计)已被证明比Nvidia或AMD日益昂贵的GPU更具成本效益和能效,包括亚马逊、谷歌和Meta在内的科技巨头纷纷加速自研专用ASIC。HBM对于处理AI工 作负载中的高速数据至关重要,随着ASIC的普及,对HBM的需求也日益增长:据2025年6月美光业绩发布会上提到,“ASIC平台”公司与英伟达和AMD并列为其HBM 大批量出货的四大客户;亚马逊、谷歌等企业自研ASIC平台正成为HBM采购新主力。随着全球科技企业掀起ASIC自研热潮,考虑到北美四大CSP(云服务提供商)均有 ASIC规划且25/26年预期资本开支合计分别同比+52%/+19%,预计26年以Google TPU为代表的ASIC HBM位元需求量将大幅增长,测算同比增速或有望超50%。
三、HBM供给:原厂坚定加速HBM产能扩张节奏,产线代际升级势在必行
HBM厂商竞争格局:SK海力士/三星/美光三家垄断,25年/26年HBM市占率比例预计从5:3:2调整为5:2:3
当前全球HBM供给基本被海外三巨头垄断。技术门槛高导致HBM行业高度集中,目前,全球仅有的三家HBM供应商,分别为韩国SK海力士、韩国三星电子、美国美 光。其中SK海力士凭借先发优势与领先的技术优势,在全球HBM领域占据绝对主导地位。据TrendForce数据,从HBM位元出货量统计口径,2023年SK海力士市占率为 48%,三星电子市占率47%、美光市占率5%;从HBM收入统计口径,2023年SK海力士市占率为52%,三星电子市占率44%、美光市占率4%;从HBM晶圆产能统计口径, 2023年SK海力士市占率为49%,三星电子市占率48%、美光市占率3%。当前HBM市场仍由SK海力士/三星/美光三家垄断,TrendForce预计2025年HBM市场中SK海力士/ 三星/美光市占率(以HBM出货量统计口径)将分别为52%/29%/19%,我们测算2026年SK海力士/三星/美光HBM市占率(以HBM出货量统计口径)将分别为50%/24%/27%。
国内HBM产业处于起步阶段,与国际巨头相比仍有差距,但部分企业(如长鑫存储等)已取得一定进展。1)长鑫存储:据韩媒Financial News披露,长鑫存储计划于2025 年底交付HBM3样品,2026年全面量产,并剑指2027年攻克HBM3E技术。2)武汉新芯: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,将利用三维集 成多晶圆堆叠技术,打造更高容量、更大带宽、更小功耗和更高生产效率的国产高带宽存储器(HBM)产品。拟新增设备16台套,拟实现月产出能力>3000片(12英寸)。
HBM代际竞争格局:当前主流HBM3E 25年占比有望超95%,预计HBM4代际将于26H2接棒市场主流
HBM3E代际为当前主流,据TrendForce预测,2025年HBM3E市场份额大幅提升,占比有望超过95%。据TrendForce数据,2024年全球HBM市场容量中不同代际的市 场份额分布如下:1)HBM2E及以下:占比17.1%,2)HBM3:占比33.3%,3)HBM3E:占比49.6%。从HBM代际来看,据TrendForce预计,2025年HBM3e的使用量或将大 幅提升,预计占比超过95%。
HBM4代际或于26H2超越HBM3E成为市场主流。据TrendForce预测,2026年HBM市场总出货量预计将突破30 Billion Gb,HBM4的市占率则随着供应商持续放量而逐 季提高,预计于2026年下半年正式超越HBM3e系列产品,成为市场主流。
四、HBM供需及价格研判:供给相对充足,需求高增与高端迭代催化价格上行
HBM供需研判:测算2025-2026年HBM S/D Ratio将分别达45%/27%,供需差距缺口有望进一步缩小
据我们测算,2025-2026年HBM S/D Ratio将分别达45%/27%,供需差距缺口有望进一步缩小。据我们测算,2025年全球HBM位元供给量预计29.50亿GB,而全球 HBM位元需求量达20.39亿GB,对应全球HBM供需缺口约9.11亿GB,S/D Ratio(*其计算公式=位元供给量/位元需求量-1)约为44.7%,其中,以AI芯片消耗量测算的HBM 需求持续落后供应商产量,高企的S/D Ratio反映出下游需求高速增长下,客户强劲的库存建置规模(*注:超出部分可能由中国厂商需求和下游提前备货库存消化)。据我 们测算2026年全球HBM位元供给量预计43.25亿GB,而全球HBM位元需求量达34.05亿GB,对应全球HBM供需缺口约9.2亿GB,S/D Ratio(*其计算公式=位元供给量/位 元需求量-1)约为27.0%,供需差距缺口有望进一步缩小。
HBM价格研判:预计25年/26年HBM ASP将达1.76/1.84美元/Gb,高端产品迭代助推未来价格上行
据TrendForce数据,2024年HBM平均售价为1.50美元/Gb(即ASP~12.00美元/GB),同比增长8.4%。据TrendForce数据,2024年HBM平均售价为1.50美元/Gb(即 ASP~11.98美元/GB),同比增长8.4%,其价格上涨动力主要系HBM3E比重提升。展望2025年,TrendForce预计HBM同产品价格将上涨10%,而HBM3E 12hi的量产将进一 步带动均价上涨,预计2025年HBM平均售价将达1.76美元/Gb(即ASP~14.10美元/GB),同比增长17.7%。
SK海力士HBM4涨价70%,考虑到HBM4比重提升有望拉动HBM价格上涨,我们测算,2026年HBM平均售价为1.84美元/Gb(即ASP~14.72美元/GB),同比增长4.4%。 据存储世界MWorld 2025年8月5日报道,SK海力士上半年向NVIDIA供应的12层HBM4产品单价在500美元左右,比12层HBM3E产品单价(约300美元)高出60%至70%。 HBM4是下一代高附加值存储器,与HBM3E相比,带宽和能效显著提升,首批HBM4产品设计和工艺复杂度的显著提升也导致了价格上涨(从HBM4开始,负责计算处理 的Base Die采用基于台积电4纳米工艺的代工工艺制造,其所需的加工成本是标准DRAM的两倍多,I/O数量也比上一代增加了一倍多) 。HBM4预计将被应用于主流GPU 和AI服务器芯片,NVIDIA计划最早于年底发布Rubin平台原型。考虑到HBM4比重提升有望拉动HBM价格上涨,据我们测算,2026年HBM平均售价为1.84美元/Gb(即 ASP~14.72美元/GB),同比增长4.4%。
五、HBM未来演进:HBM4 16Hi或26年落地,散热/键合等技术升级适配未来需求
HBM当前进展:2025年原厂HBM3E 12Hi已量产并成为主流,下一代HBM4 16Hi或有望26年实现
HBM1→HBM3E代际跃迁:自2013年SK海力士首次推出HBM1以来,HBM存储技术经历了多次重要的产品迭代,包括HBM2、HBM2E、HBM3和最新的HBM3E, 每一代产品在容量、带宽和功耗效率上都有显著提升,其中HBM3E代际可提供高达9.2Gbps的I/O传输速度和超过1.2TB/s的带宽。
HBM未来路线:HBM4→HBM8迭代,随 I/O数/堆叠层数/单层容量升级向混合键合等技术演进
据KAIST韩国科学技术院学者 Kim Joungho 在2025年6月11日讲座上,介绍了 HBM4 至 HBM8 长期路线图,其中,HBM 内存的 I/O 数目将在 HBM5、HBM7、 HBM8 三次倍增,堆叠层数、单层容量、引脚速率也将步步提高,键合技术将从现有的微凸块向无凸块铜对铜直接键合(混合键合)过渡。而在这一代际演进中, HBM 堆栈的发热同样会逐步增长,带来更高的散热需求。
六、AI 时代存储趋势:AI应用落地推升存储需求,NAND/DRAM价格或延续上涨
行业价格展望:预估25Q3季度DRAM/NAND Flash合约价季涨幅分别为15~20%/5~10%,延续上涨态势
根据DRAMeXchange数据,2025年6月DRAM现货价格环比上涨,NAND Flash现货价格环比基本上涨,当前存储现货价格仍处于上行周期。根据DRAMexchange的数 据,2025年6月DRAM的现货价格环比上涨,其中DDR4 8Gb(1Gx8)2666 Mbps的6月现货价格环比上涨94.35%;DDR4 16Gb(2Gx8)2666 Mbps的6月现货价格环比上涨 69.02%;DDR5 16G(2Gx8)4800/5600的6月现货价格环比上涨9.30%。根据DRAMeXchange的数据,2025年6月NAND Flash的现货价格环比基本上涨,其中64Gb 8Gx8 MLC的6月现货价格环比上涨13.42%;32Gb 4Gx8 MLC的6月现货价格环比持平。当前存储现货价格仍处于上行周期。
根据TrendForce数据,预估25年第3季度DRAM合约价季涨幅15~20%,预估25年第3季度NAND Flash合约价季涨幅约5~10%,25Q3延续上涨态势。DRAM方面,根 据TrendForce数据,由于三大DRAM原厂将产能转向高阶产品,并陆续宣布PC/Server用DDR4以及Mobile用LPDDR4X进入产品生命周期末期(EOL),引发市场对旧世代 产品积极备货,叠加传统旺季备货动能,将推升25Q3一般型DRAM(Conventional DRAM)价格季增10%至15%,若纳入HBM,整体DRAM涨幅将季增15%至20%。NAND Flash方面,根据TrendForce数据,NAND Flash市场历经2025年上半年的减产与库存去化,供需失衡情况已明显改善。随着原厂转移产能至高毛利产品,市场流通供给量 缩减。需求面则有企业加码AI投资,以及NVIDIA新一代Blackwell芯片大量出货支撑。展望25Q3 NAND Flash价格走势,预估平均合约价将季增5%至10%。
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