国产化几乎为零!HBM--行业解析(附细分标的)#a股##a股#
1、上游:材料和设备
(1)半导体材料
① 硅晶圆:作为芯片的基础材料,需满足高纯度、大尺寸等要求,直接影响芯片性能和良率。
② 光刻胶:用于光刻工艺,决定图案精度和分辨率,是先进制程的关键材料。
③ 特种气体:如氩气、氮气等,用于刻蚀、沉积等工艺,对芯片质量和稳定性至关重要。
④ 封装材料:如环氧塑封料(EMC)、低介电常数材料等,用于保护芯片并实现电气连接。
⑤ 电镀液:是用于电镀工艺的核心材料,通过电化学反应在金属表面形成均匀、致密的金属镀层,以满足电子产品的导电性、可焊性等需求。国内龙头有上海新阳、艾森股份、安集科技、创智芯联 等于晶圆级封装、板级封装等领域。
(2)设备制造
① 光刻机:ASML的EUV光刻机,是制造先进HBM芯片的核心设备,能实现高精度光刻;国内的上海微电子主攻DUV光刻机,尚未进入HBM核心供应链。
② 刻蚀机:用于在硅晶圆上刻蚀出微小结构,如TSV(硅通孔)通道,决定芯片的集成度和性能。国际巨头应用材料、泛林集团、东京电子占据全球90%市场;国内中微公司的刻蚀设备可支持HBM3E及更先进技术。
③ CMP设备:应用材料的铜互连CMP设备用于HBM晶圆平坦化,国内北方华创、盛美上海正突破相关技术。
④ 沉积设备:如化学气相沉积(CVD)、物理气相沉积(PVD)设备,用于沉积绝缘层、金属层等。拓荆科技、北方华创是国内的薄膜沉积设备龙头。
⑤ 混合键合设备:是半导体制造中用于实现芯片间高密度互连的关键设备,通过铜-铜直接键合或介质-介质键合技术,实现芯片间的无凸块连接,支持3D堆叠。国内的龙头是拓荆科技、百傲化学和北方华创等。
⑥ 检测&量测设备:半导体质量控制设备可分为检测设备和量测设备。检测指在晶圆表面上或电路结构中,检测其是否出现异质情况,如颗粒污染、表面划伤、开短路等对芯片工艺性能具有不良影响的特征性结构缺陷。
量测指对被观测的晶圆电路上的结构尺寸和材料特性做出的量化描述,如薄膜厚度、关键尺寸、刻蚀深度、表面形貌等物理性参数的量测。
2、中游环节:IDM制造--关键
(1)晶圆制造
① TSV(硅通孔)技术:
通过深反应离子刻蚀(DRIE)在硅晶圆上刻蚀出垂直通孔,实现芯片层间的电气连接,是HBM堆叠的关键技术。
国外企业: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。
国内企业: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。
② 微凸点(Micro bump)制作:
采用电镀法在晶圆表面形成铜柱凸点,用于芯片间的互连,需精确控制凸点的高度、直径和均匀性。HBM采用电镀法制备微凸点,微凸点是先进封装领域的关键技术。
国际企业:日月光(ASE)、安靠科技(Amkor、三星、海力士、台积电、技术覆盖Micro bump2.5D/3D封装等。
国内企业:长电科技、通富微电、深科技、华天科技掌握了Micro bump等先进封装技术。
③ 堆叠键合工艺:
堆叠键合工艺是半导体先进封装领域的关键技术,包括TC-NCB(非导电薄膜热压键合)、MR-MUF(批量回流模制底部填充)和混合键合等技术,实现多层DRAM芯片的堆叠。
国际龙头:荷兰Besi、奥地利EVG、新加坡ASMPT、韩国韩美半导体(Hanmi)在HBM TCB键合、混合键合占主导地位。
国内龙头:拓荆科技、华卓精科、青禾晶元、芯源微等企业通过技术创新和市场布局,逐步打破国外垄断,推动堆叠键合工艺的国产化进程。
(2)封装测试
先进封装技术包括台积电的CoWoS(晶圆级封装)、InFO(集成扇出封装)等、3D封装等,将HBM芯片与GPU、CPU等逻辑芯片集成在硅中介层上,实现高带宽、低延迟的互联。
测试环节是对HBM芯片进行功能测试、性能测试和可靠性测试,确保芯片符合规格要求。
国际企业:科磊、应用材料、东京电子、爱德万测试(Advantest)是国际检测&量测龙头,为三星、SK海力士等提供HBM全制程检测。
国内龙头:为赛腾股份、中科飞测、精测电子、长川科技等。
3、下游应用
(1)GPU芯片厂商:如英伟达、AMD等国际大厂,将HBM作为GPU的标配内存,用于AI训练、图形渲染等高性能计算场景;华为昇腾、摩尔线程等国内厂商,采用HBM提升芯片的算力和性能。
(2)AI和数据中心:HBM广泛应用于数据中心的服务器,谷歌的TPU、微软的Azure AI计算集群 ,HBM可支持大规模AI模型的训练和推理。
五、细分标的:
以下为不完全列举:
(1)HBM材料端:
① 联瑞新材(Low-α球硅球铝)、② 华海诚科(环氧塑封料EMC)、③ 雅克科技(前驱体)、④ 强力新材(PSPI)、⑤ 鼎龙股份(CMP 抛光垫)、⑥ 宏昌电子(电子级环氧树脂)、⑦ 安集科技(抛光液)、⑧ 艾森股份(电镀液)、 ⑨ 上海新阳(14nm铜互连工艺电镀液)。
(2)HBM设备端:
① 赛腾股份(检测)、② 精智达(检测)、③ 芯源微(临时键合+解键合)、④ 华海清科(减薄+CMP)、⑤ 中微公司(刻蚀+沉积)、⑥ 拓荆科技(沉积+混合键合)、⑦ 北方华创(刻蚀+沉积)、⑧ 盛美上海(电镀+清洗)、⑨ 新益昌(固晶机)。
(3)HBM量检测&封测端:
① 通富微电(先进封装)、② 佰维存储(先进封装)、③ 长电科技(先进封装)、④ 晶方科技(先进封装)、⑤ 中科飞测(检测量测设备)、⑥ 精测电子(显示检测)、⑦ 深科技(封测)、⑧ 兴森科技(ABF 载板)、⑨ 科睿斯(FCBGA 载板)。
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发布于 北京
