随着AI模型加速迭代和应用持续落地，AI服务器对高性能存储需求激增，拉动存储芯片强劲需求。
在众多存储芯片里，HBM带宽最高，是“最适用于AI训练、推理的存储芯片”
当前传统带宽无法满足AI芯片需求，HBM因能提供更大内存带宽和更低功耗，以及打破内存墙限制而备受关注。AI存储需求逻辑也从HBM单点突破演变为“HBM+DRAM+eSSD三维共振”，行业天花板被重新定义。
此外，近期台积电超预期资本开支指引验证AI需求，先进制程产能2026年仍将维持紧平衡。存储巨头SK海力士近期表示最早今年推出HBF1样品，HBF最快明年供货英伟达，预计2038年左右HBF市场将超HBM市场，二者均通过垂直堆叠突破传统平面存储物理限制。
作为算力升级核心环节，HBM和HBF等高价值存储芯片有望推动AI算力和半导体领域高速发展。
本文重点聚焦半导体存储芯片核心赛道HBM产业链、竞争格局和产业趋势。
HBM行业概览算力的强弱主要是由AI芯片决定，带宽由存储器决定，存力是限制AI芯片性能的瓶颈之一。
AI芯片需要高带宽、低能耗，同时在不占用面积的情况下可以扩展容量的存储器。
HBM兼顾带宽和容量，完美契合AI芯片需求，已经成为AI加速卡（如GPU、TPU等）的搭载标配。
存储芯片主要分为SRAM、DRAM、NAND、NOR等。
其中DRAM分为三种：
第一类是用在电脑、服务器中的标准DDR；
第二类是LPDDR系列用在手机和汽车等移动终端领域；
第三类是图形类DDR，在数据密集型场景使用，HBM在这个分类下。
HBM，全称为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动态随机存取内存（DRAM）解决方案。
HBM是一种新型的CPU/GPU内存芯片，通过将多个DDR（Double Data Rate，双倍速率同步动态随机存储器）芯片堆叠在一起，并与GPU封装在一起，实现大容量、高位宽的DDR组合阵列。
其采用3D堆叠技术，将DRAM裸片像摩天大楼一样垂直堆叠，并通过硅通孔（ThroughSiliconVia，简称“TSV”）技术将“每层楼”连接在一起，贯通所有芯片层的柱状通道传输信号、指令、电流，以增加吞吐量并克服单一封装内带宽的限制。
从带宽上讲，HBM提供的高带宽能够确保数据在处理器和存储器之间快速传输，从而提高整体的计算效率。HBM的高带宽特性为GPU提供了充足的内存带宽，支持其高速数据处理需求，从而加速AIGC模型的训练和推理过程。
从功耗上讲，HBM具有较短的数据传输距离，功耗显著低于GDDR6等，为数据中心以及边缘端计算节省功耗。
HBM产业链核心环节HBM产业链核心环节包括材料、设备、晶片制造、先进封装等。
材料端HBM制程与封装更复杂、单位比特晶圆面积消耗显著高于传统DRAM，从而抬升相关半导体材料消耗。
HBM核心之一主要体现在堆叠与互联上，多层堆叠对于制造材料尤其是前驱体的用量成倍提升。
对于封装材料，HBM将带动TSV和晶圆级封装需求增长，并对封装高度、散热性能提出更高要求。
由于3D堆叠导致芯片厚度较高，因此HBM需要用到特殊的颗粒状环氧塑封料（GMC）封装。
环氧塑封料是封装中的关键材料，用于保护芯片不受外界影响，产品性能直接影响芯片质量。
全球环氧塑封料量产由2家日系公司掌握，分别是日本住友和日本昭和。
为了解决HBM封装厚度增大和散热需求大的问题，环氧塑封料需要大量添加核心材料low-α球硅和low-α球铝，成本占GMC中的70%~90%。
low-α球硅和low-α球铝可以降低环氧塑封料的放射性，提高芯片的可靠性和稳定性。
日本住友和日本昭和这两家的国内供应商是联瑞新材，联瑞新材前身是东海硅微粉厂，专注于硅微粉的研发。此外，国内在环氧塑封料已有突破，华海诚科成功研发颗粒状环氧塑封料，料号齐全且形成覆盖传统与先进封装领域的全面产品布局。
此外，HBM产业链上游还包括电镀液、前驱体、光刻胶、IC载板等半导体原材料供应商。各环节部分代表厂商包括光刻胶环节的彤程新材、鼎龙股份、晶瑞电材、南大光电、东材科技等；湿电子化学品主要布局厂商兴福电子、晶瑞电材、中巨芯-U、江化微等；以及电子特气环节的华特气体、金宏气体、雅克科技、南大光电、和远气体、昊华科技、中船特气、凯美特气、广钢气体、侨源股份等。
例如，雅克科技产品供应海力士、美光、三星等龙头客户，除前驱体之外还涉及SOD、LNG板材、硅微粉、电子特气、光刻胶等，逐步进展成为半导体平台型公司；艾森股份是国内传统封装用电镀液及配套试剂的主力供应商，先进封装用光刻胶配套试剂也已在长电科技、通富微电、华天科技等国内头部封测厂商使用。
TECHCET预计2029年半导体材料市场规模将超过870亿美元。
当前在先进制程持续演进背景下，工艺对污染容忍度下降，电子化学品的超高纯度、低颗粒与批次一致性要求显著提高，行业更偏向“技术+规模+客户验证”的综合能力竞争，订单与份额有望进一步向头部供应商集中。
HBM 的制造工艺流程：
资料来源：SK 海力士
设备端HBM芯片独特的3D堆叠结构带动了相关工艺设备的发展，层间键合和TSV等关键环节对设备提出了新的要求。
3D堆叠使得芯片在垂直方向上集成度大幅提高，需要专门的设备来实现层间的精确连接和垂直互联，驱动各环节设备需求增长。
前道环节：HBM通过TSV进行垂直方向连接，增加了TSV刻蚀设备需求。TSV是实现3D堆叠中垂直电气连接的关键技术，需要在硅晶圆上刻蚀出通孔并填充金属等材料，对刻蚀设备的精度和性能要求较高，增加了TSV刻蚀设备需求。
中段环节：HBM带来更多晶圆级封装设备需求。晶圆级封装可以在晶圆未切割时就完成大部分封装步骤，提高封装效率和性能，对于HBM这种高集成度芯片的封装起到重要作用。
后道环节：HBM的多芯片堆叠带来die-bond（芯片贴装）设备和测试设备需求增长。芯片贴装设备需要将多个芯片精确地贴装在基板上，测试设备则要对堆叠后的芯片进行功能测试和性能评估。
先进封装HBM生产的核心难点在于晶圆级先进封装技术，先进封装技术TSV、凸点制造、堆叠键合是HBM制备的关键。
TSV（硅通孔技术）是HBM核心工艺，成本占比接近30%，是HBM封装成本中占比最高的部分。
其制作过程复杂，涉及到刻蚀、沉积、化学机械抛光等多个工艺步骤，且对设备的精度和稳定性要求极高。
TSV刻蚀：TSV刻蚀方法主要包括深反应离子刻蚀（DRIE）和激光刻蚀。
国外刻蚀设备主要由美国应用材料、泛林半导体占据，气体包括液化空气集团、默克、林德等。
国内中微公司、北方华创等推出的等离子刻蚀机，可实现一定程度的高深宽比刻蚀。
中微公司在2010年推出首台TSV深孔硅刻蚀设备PrimoTSV®，其提供的8英寸和12英寸硅通孔刻蚀设备可刻蚀孔径从低至1微米以下到几百微米的孔洞，在TSV设备领域具有较强的技术实力和市场竞争力。赛腾股份、亚威股份、芯碁微装等公司也提供生产HBM所需的关键设备。
TSV绝缘层制备：TSV孔内的绝缘层用于将硅衬底与孔内的传输通道隔离，主要使用化学沉积的方法沉积制作绝缘层。供应商主要包括国外KLA（SPTS）、应用材料和国内厂商拓荆科技等。
阻挡层和种子层制备：在电镀铜填充TSV通孔之前，需要制备阻挡层。供应商主要包括国外KLA（SPTS）和国内北方华创等。
电镀填充：硅通孔电镀铜工艺目前主要有大马士革电镀和掩模电镀两种。供应商主要包括国外厂商德国安美特、东京电子、Ebara、应用材料、泛林集团等；电镀液包括陶氏化学、乐思化学、上村、安美特、罗门哈斯等。国内设备商主要有盛美上海等，电镀液包括上海新阳、天承科技等。
CMP抛光：TSV工艺中引入了CMP技术，用于去除硅表面的SiO2电介质层、阻挡层和种子层。国外设备厂商主要包括应用材料、Ebara等；抛光垫、抛光液包括陶氏、FujiFilm、卡博特等。国内设备厂商包括华海清科、特思迪等，抛光垫、抛光液包括鼎龙股份、安集科技等。
混合键合：当封装从2D走向3D，混合键合有望成异构集成的首选。混合键合是将介电键SiOx与嵌入金属Cu结合形成互连的永久键合，在键合界面中嵌入了金属焊盘，实现了晶片的面对面连接。荷兰BESI是全球混合键合设备龙头，市占率约60%-70%，HBM封装领域市占率超90%。拓荆科技是国内混合键合设备领军者，W2W键合设备（Dione 300）是国产首台量产级设备，性能达国际领先水平，进入大厂供应链。北方华创自主研发混合键合设备，聚焦2.5D/3D先进封装领域。百傲化学参股芯慧联新切入混合键合设备领域，聚焦W2W与D2W设备研发。
检测/量测：由于HBM芯片结构复杂、集成度高，对制造过程中的缺陷检测和性能量测要求更加严格。HBM量检测市场仍由海外设备企业例如科磊半导体等厂商主导，国内精测电子、中科飞测、伟测科技、赛腾股份、睿励科学等厂商加速国产替代。
CoWoS（晶圆级芯片封装）：台积电主导的2.5D先进封装核心技术，在先进封装发展下将“先进制程+异构集成”优势极致化，是AI大模型、超级计算等场景关键技术底座。
国内封测厂商如通富微电、长电科技、华天科技、晶方科技、甬矽电子、深科技、汇成股份等都在先进封装相关技术领域加速领域。
HBM市场竞争格局由于全球算力紧缺，HBM供不应求，三大原厂加速开启军备竞赛。
全球市场格局方面来看，HBM的供应由三星、海力士和美光三大原厂垄断。
HBM目前总共有六代产品。
HBM存储技术自2013年SK海力士首次推出HBM1以来，经历了多次重要的产品迭代，包括HBM1、HBM2、HBM2E、HBM3、HBM3E和即将量产的HBM4。
SK海力士于2024年3月启动HBM3E大规模生产，并向英伟达供货。同年9月，SK海力士提前量产了12层堆叠版本的HBM3E。截至2025年，SK海力士开发的8层和12层HBM3E均为英伟达独家供应产品。
目前英伟达的产品发布周期已从两年缩短至一年，加快各大内存公司在下一代HBM技术领域的竞争节奏。
SK海力士计划于今年2月启动HBM4量产，主要在韩国京畿道利川的M16工厂及清州的M15X工厂生产。与台积电合作，采用12纳米逻辑芯片集成到HBM4基础芯片中，提升定制化能力。
三星同样计划2月启动HBM4量产，主要在平泽园区生产。生产的HBM4芯片将用于支持英伟达下一代AI加速器系统“Vera Rubin”及谷歌第七代张量处理单元。
美光科技将于2026年第二季度量产出货，下半年进入产能爬坡阶段。送样客户的HBM4产品传输速率突破11Gbps，带宽超2.8TB/s，采用12层堆叠架构。
三大原厂HBM3/HBM4 量产时间节点：
资料来源：TrendForce
当前国产HBM3进入大规模量产阶段，HBM4加速推进，且在存储封测、材料等环节实现突破，国产化率逐步提升。
基于HBM在AI发展中的重要性和国内目前的稀缺性，国内掌握DRAM生产工艺和先进封装工艺的各家厂商或通过自研，或通过合作的方式，正积极研发HBM产品。
CXMT计划2026年实现HBM3全面量产，其DDR5速率突破8000Mbps，19nm工艺良率超95%。YMTC与万润联合研发的12层HBM3E封装技术预计2026年实现规模化量产，该技术通过硅通孔（TSV）和热压键合（TCB）工艺，技术指标对标国际龙头SK海力士。
HBM有望成为本土AI算力产业链的重要突破口，上下游各环节厂商如佰维存储、江波龙，德明利、兆易创新、香农芯创、海太半导体、国芯科技、万润等均加速布局。
长远来看，AI强劲需求提升有望带动存储各环节先进封装、HBM等各细分环节机遇，SK海力士预计到2030年HBM每年1亿颗的出货量，将带动上下游产业链全方位发展。
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