HBM3e产量激增 机构预计到2024年底将占先进工艺晶圆产量的35%

HBM3e产量激增 机构预计到2024年底将占先进工艺晶圆产量的35% HBM 的生产将因其盈利能力和不断增长的需求而得到优先考虑。然而，约 50-60% 的有限产量和比 DRAM 产品大 60% 的晶圆面积意味着需要更高的晶圆投入比例。根据各公司的 TSV 容量，预计到今年年底，HBM 将占先进工艺晶圆投入的 35%，其余晶圆容量将用于 LPDDR5(X) 和 DDR5 产品。关于HBM的最新发展，TrendForce指出，HBM3e将成为今年的市场主流，出货量将集中在下半年。目前，SK hynix 和美光仍是主要供应商，两者都采用 1beta 纳米工艺，并已向英伟达出货。采用 1Alpha nm 工艺的三星公司预计将在第二季度完成认证，并于今年年中开始供货。除了 HBM 需求的比例不断增加外，个人电脑、服务器和智能手机的单位容量不断增长也推动了先进工艺产能的逐季增长。其中，服务器的产能增幅最大，主要是由单位容量达 1.75 TB 的人工智能服务器推动的。随着英特尔蓝宝石 Rapids 和 AMD Genoa 等需要 DDR5 内存的新平台的量产，预计到今年年底，DDR5 的渗透率将超过 50%。同时，由于 HBM3e 的出货量预计将集中在下半年，而下半年又是内存需求的旺季，因此市场对 DDR5 和 LPDDR5(X) 的需求预计也将增加。不过，由于 2023 年出现财务亏损，制造商对产能扩张计划持谨慎态度。总体而言，由于 HBM 生产的晶圆投入比例较高，先进工艺的产出将受到限制。因此，下半年的产能分配将是决定供应能否满足需求的关键。如果不充分扩大先进工艺的产能，对 HBM 生产的更多关注可能会导致 DRAM 供应短缺。目前，新工厂计划如下：三星预计到 2024 年底，现有设施将全部使用完毕。新的 P4L 工厂计划于 2025 年完工，而 15 号生产线工厂将从 1Y 纳米工艺过渡到 1beta 纳米及以上工艺。SK hynix 的 M16 工厂的产能预计将在明年扩大，而 M15X 工厂也计划于 2025 年竣工，并在明年年底开始量产。美光在台湾的工厂将于明年恢复满负荷生产，未来的扩产重点将放在美国。博伊西工厂预计将于 2025 年竣工，随后进行设备安装，并计划于 2026 年量产。TrendForce 指出，虽然新工厂计划于 2025 年竣工，但量产的确切时间表仍不确定，取决于 2024 年的盈利情况。这种依靠未来利润为进一步购买设备提供资金的做法，加强了制造商今年维持内存涨价的决心。此外，英伟达（NVIDIA）将于 2025 年量产的 GB200 将采用 HBM3e 192/384 GB，有可能使 HBM 产量翻番。随着 HBM4 的开发在即，如果不在扩大产能方面进行大量投资，HBM 的优先发展可能会导致 DRAM 因产能限制而供应不足。 ... PC版： 手机版：

HBM的争夺已是“刺刀见红”

HBM的争夺已是“刺刀见红” 得益于HBM助推，SK海力士第一季度营业利润以2.9万亿韩元的规模压过竞争对手。而美光光科技总裁兼首席执行官Sanjay Mehrotra则隔着大洋喊话，HBM芯片2024年已售罄，2025年大部分供应也已分配完毕！结合天风国际证券分析师郭明𫓹日前对英伟达下一代AI芯片R100的预测：R100或在明年第四季度量产，采用台积电N3制程与CoWoS-L封装，预计将搭配8颗HBM4。HBM第二回合竞争的落脚点已经很明显。自2013年在半导体市场崭露头角以来，首代（HBM）、第二代（HBM2）、第三代（HBM2E）、第四代（HBM3）、第五代（HBM3E）渐次登台。2024年，HBM牵动存储巨头加剧竞争，进一步“绞杀”DRAM产能的同时，正迅速冲向HBM家族第六代HBM4。英伟达插手？韩厂竞争“白热化”以强悍的性能表现，HBM（高频宽存储器）在内存技术领域所向披靡，一路看涨。调研机构TrendForce预估，2024年HBM位元需求年增近200%，2025年可望再倍增。2024年HBM产能占DRAM比重约5%，2025年将逾10%。2024年HBM产值占DRAM比重将超20%，2025年有机会进一步突破三成。面对这一巨大的增量市场，三星总会想起2019年那个错误的决定因误判市场前景而解散其HBM团队，为SK海力士以HBM3拿下巨大市占率让开道路，直接导致“第一回合输了”。甚至2024年3月的股东大会上，还有三星高管反思“此前准备不足，不会再犯同样的错误”。为专注HBM4开发，积极争取英伟达（NVIDIA）订单，日前三星将HBM工作小组转为芯片部门下的一个常设办公室。这是继今年1月成立HBM特别工作组后，三星建立的第二个HBM专门团队，可见决心之大。HBM 结构示意图三星相信，HBM4是其“卷土重来”的一柄利剑。与竞争对手相比，三星HBM为热压缩非导电薄膜（TC-NCF），抗弯曲特性能制造更多层DRAM堆叠HBM。三星认为还有另一个优势，那就是自家有晶圆代工。从时间线看，三星规划2025年提供HBM4样品，2026年量产。但据“IT之家”报道，SK海力士5月2日在韩国举行的记者招待会上表示，其HBM4量产时间已提至2025年。如果该消息真实无误，SK海力士又将先人一步。具体来说，SK海力士计划在2025年下半年推出采用12层DRAM堆叠的首批HBM4产品，而16层堆叠HBM稍晚于2026年推出。就在今年4月，SK海力士与台积电就HBM4研发和下一代封装技术合作签署谅解备忘录，当时计划与台积电合作开发预计在2026年投产的HBM4。SK海力士以往的HBM产品，包括HBM3E都是基于自身制程工艺制造了基础裸片，但从HBM4产品开始计划采用台积电的先进逻辑工艺。时下，三星与SK海力士已经“短兵相接”在同一时间为全球唯一一家HBM3E客户英伟达提供相同的产品。另一方面，英伟达预计今年订单价值将超越73亿美元，甚至市场传出“英伟达故意煽动三星、SK海力士彼此竞争，顺势压低HBM价格”的消息，恐更加剧韩系两大存储厂的焦虑。吃入AI红利，美光的“HBMnext”美光科技，也开始赚钱了。美东时间3月20日周三美股盘后，美光公布2024财年第二财季财报（截至2023年2月2日）营业利润扭亏为盈。其第二财季营收58.2亿美元，同比增长约57.7%，增速远超第一财季的15.6%，高于51亿~55亿美元的美光自身指引区间。美光预计，2024财年第三财季营收约66亿美元，上下浮动2亿美元。美光认为，人工智能的蓬勃发展带动市场对HBM产品的需求，同时预计DRAM和NAND闪存定价在本年度内将进一步提高。在HBM领域，SK海力士借助率先开发的优势拿下第一。有数据显示，SK海力士已获得五成市占率，其次是占四成的三星和占一成的美光。但以美光当前的体量而言，当务之急或许不是“争上游”，而是到2025年将HBM的市占率从一成左右提高到约25%。有业内人士判断，受美国地缘优势影响，美国本土科技巨头或加大采购力度，助力美光市场份额提升。战略上看，美光选择跳过HBM3，直接开发HBM3E。2024年3月，美光宣布已开始量产其HBM3E高带宽内存解决方案，英伟达H200 Tensor Core GPU将采用美光8层堆叠的24GB容量HBM3E内存，并于今年第二季度开始出货。美光执行副总裁暨首席商务官 Sumit Sadana 表示：“公司拥有业界领先的HBM3E和HBM4产品路线图……为助力人工智能未来的大幅增长做足了准备。”美光科技披露面向AI基础设施需求的解决方案路线图美光“HBMnext”的消息并不够多，依据其披露的方案路线图显示，其HBM4的“生命周期”大致在2026年2027年，而到2028年则正式步入HBM4E。当前，美光对位于日本和美国的基地进行巨额投资，计划在今后数年内向广岛工厂投资5000亿日元，并于2025年量产新一代AI存储器；在美国，将在2040年代之前最多投资1250亿美元，在纽约州等地量产AI存储器。HBM显现“排挤效应”，走向定制HBM本质是将多个DRAM芯片堆叠在一起，提高数据处理能力的新结构半导体存储器。TrendForce数据显示，DRAM销售额中HBM占比将从2023年的8%增加到2024年底的20%。由于存储大厂在过去两年间财报亏损，未有积极扩产，且HBM大热带来产能排挤效应，更加冲击DRAM产能；同时，受限于消费类产品复苏趋势的不明朗，大厂普遍对于非HBM晶圆产能的资本支出趋于保守。制造困难和良率低更加剧了这一现象。钰创董事长卢超群也在日前发声，HBM还处在技术与良率的摸索期，良率瓶颈要完全打开至少要花上2～3年时间，因此HBM对传统DRAM产能的排挤才刚开始。另有数据显示，HBM平均良率约65%，但实际良率可能更低。HBM 结构示意图而更迷人的是，HBM4将展露革命性的一面，定制性的特点得到体现。有消息称，买家正在启动定制规范，超越与SoC相邻的传统布局，并探索将HBM直接堆叠在SoC顶部等选项。虽然这些可能性仍在评估中，但预计将针对HBM行业的未来采取更加量身定制的方法。今年年初，SK海力士判断“定制”HBM需求将变得更加强劲。有消息人士透露，SK海力士与英伟达和Google签订HBM供应协议，这些合同包括定制条款；三星半导体业务负责人Kyung Kye-hyun（池庆贤）也曾透露，想要HBM4的客户正在与之做联合开发定制，虽然他没有透露合作方是哪家公司。从时间线看，首代HBM到HBM2E的发布，耗时整整6年。而自HBM3起，几乎保持两年一代的速度演进，步伐明显加快。可以预见，今后两年将成为HBM4的“主舞台”，高盛公司也认为HBM4的收入将从2026年开始出现，与HBM供应商计划到2025年完成开发并在2026年开始大规模生产的时间线一致。2025年，事关HBM4的“战争”即将打响！这场战斗中哪怕仅落后一步也是不被允许的，更遑论掉队。留给存储三巨头的时间已经非常紧张，这关系到三星能否夺回存储王座、SK海力士守擂成败，以及美光如何进一步获取市场。普遍而言，新的市场扩张期，技术创新很快，市场份额变动的空间很大，机会也变得更大。从2024年下半年开始，AI存储器的下一代产品将进入量产阶段，试错空间收窄，存储大厂纷纷退掉子弹、装上刺刀，向着高地发起“白刃战”！ ... PC版： 手机版：

1.6nm、晶圆级超级封装、硅光子集成...台积电北美6大技术王炸

1.6nm、晶圆级超级封装、硅光子集成...台积电北美6大技术王炸     研究机构TechInsights报告显示，台积电2023年总销售额达到692.76亿美元，成为全球半导体产业冠军。摩根大通（小摩）、摩根士丹利等金融服务机构均对台积电的后续发展给出乐观预测，小摩在最新报告中认为，台积电在技术创新和先进封装领域的领先地位，以及在AI时代的关键作用，通过一系列技术突破，有望在未来几年继续保持在半导体产业的领先地位。以下为台积电在2024北美论坛公布的六大半导体技术：A16 1.6nm制程技术台积电A16制程节点是其首个整合纳米片晶体管（nanosheet）以及背面供电技术“Super Power Rail”的节点，特别适合高性能计算（HPC）及人工智能（AI）应用，是台积电N2P制程的迭代。根据台积电此前公布的路线图，N2、N2P 2nm节点定于2025年量产，A16预计将于2026年下半年量产。与2nm N2P节点相比，A16提高了晶体管密度和能效，在相同Vdd（正电源电压）下可实现8~10%的速度提升；在相同速度下，功耗可以降低15~20%。该技术可以帮助数据中心计算芯片实现1.07~1.10倍的芯片密度。台积电在北美峰会同时宣布A14工艺节点，预计将采用第二代纳米片晶体管以及更先进的背面供电网络，有望在2027~2028年开始生产，预计不会采用High NA EUV光刻机。根据路线图，台积电1nm制程A10已在规划中。消息人士于2024年1月透露，台积电将更先进制程的1nm晶圆厂规划在嘉义科学园区，已派人前往目标地块勘测。这一选址离嘉义高铁站车程仅七分钟，往北串起台积电中科、竹科厂，往南串连南科厂及高雄厂，便于工程师通勤交流。NanoFlex创新纳米片晶体管台积电即将推出的N2制程工艺将采用NanoFlex创新纳米片晶体管技术，这是该公司在设计与技术协同优化方面的又一突破。NanoFlex为N2制程标准单元提供设计灵活性，其中短小晶体管单元可实现更小的面积和更高能效，而高单元则最大限度提高性能。客户能够在同一设计内优化小单元和大单元的组合，调整设计，以达到最佳功耗、性能和面积平衡。N4C制程技术台积电宣布推出N4C技术，是N4P的迭代，可降低8.5%的芯片成本，计划于2025年量产。该技术提供具有高效面积利用率的基础IP和设计规则，与广泛应用的N4P兼容，缩小芯片尺寸并提高良率，为客户提供高性价比选择。CoWoS、SoIC和系统级晶圆（TSMC-SoW）台积电表示，CoWoS先进封装已成为AI芯片的关键技术，被广泛采用，允许客户将更多的处理器内核与HBM高带宽存储堆叠封装在一起。与此同时，集成芯片系统（SoIC）已成为三维芯片堆叠的领先解决方案，客户正越来越多地将CoWoS与SoIC及其他组件搭配使用，以实现最终的系统级封装（SiP）集成。台积电宣布推出CoW-SoW封装技术（TSMC-SoW），基于台积电于2020年推出的InFO-SoW晶圆上系统集成技术迭代而成。通过晶圆级系统集成封装技术（SoW），可以在单片12英寸晶圆上制造大型芯片阵列，提供更强算力的同时，减少空间占用，并将每瓦性能提升多个数量级。此前特斯拉的Dojo D1超级芯片，就利用台积电的此类工艺实现，利用单片晶圆实现强大算力。据悉，特斯拉自研的Dojo D1超级芯片采用台积电7nm制程，并结合InFO-SoW先进封装、垂直供电结构制造而成，用于训练自动驾驶汽车AI大模型。参数方面，每个模组包含5×5总计25颗芯片，每个单芯片包含高达354个核心，因此片上SRAM换从总计达11GB，算力9050TFLOPS。台积电表示，首款SoW产品基于集成扇出型封装（InFO）技术的纯逻辑晶圆已投入生产。利用CoWoS技术的CoW-SoW晶圆预计将于2027年问世，届时将可以集成SoIC、HBM和其他组件，创建强大的单晶圆级系统，其计算能力可以与整个机架甚至整个服务器相媲美。这类芯片将拥有巨大的面积，可以集成四个SoIC芯片+12个HBM存储芯片以及额外的I/O芯片，功率可达数千瓦。硅光子集成COUPE台积电正在开发紧凑型通用光子引擎（COUPE）技术，以支持人工智能热潮带来的数据传输爆发式增长。COUPE采用SoIC-X芯片堆叠技术，在硅光子芯片堆叠电子芯片，并保证两片芯片之间最低的传输阻抗，能效比传统堆叠方式更高。台积电计划在2025年将COUPE技术用于小尺寸插拔式设备，速度可达1.6Tbps，相比当前最先进的800G以太网成倍提升。2026年，台积电将其整合入CoWoS封装中，作为共同封装光学器件（CPO）直接将光学连接引入封装中，这样可以实现高达6.4Tbps的速度。第三个迭代版本有望进一步改进，速度翻倍至12.8Tbps。汽车芯片先进封装继2023年推出N3AE“Auto Early”制程后，台积电将继续通过整合先进芯片和先进封装，满足汽车客户对更高算力的需求，以及车规级认证的要求。台积电正在为高级辅助驾驶系统（ADAS）、车辆控制和车载中央计算机等应用开发InFO-oS和CoWoS-R解决方案，目标是在2025年第四季度之前获得AEC-Q100 2级认证。日前台积电法说会之后，大摩预计台积电Q2营收将环比增长5%~7%，并给出860元新台币的目标股价预测。小摩预测台积电今年毛利率维持在52%~54%区间，预计今年年底3nm产能将达到10万片规模，明年将增加到15万片，并给出900元新台币的目标股价。小摩同时预计，台积电在未来3~4年内，在AI芯片的市场占有率仍将维持在90%以上，到2027年AI相关收入占比将升至总营收的25%。台积电法说会、多场技术论坛过后，给市场释出稳健信号，包括花旗银行、美银证券、瑞银在内的金融机构，均对台积电给出全年营收增长的预测。在人工智能市场需求持续增长的带动下，以及美日芯片工厂新产能的释放，预计台积电未来几年将持续领衔全球半导体产业，并凭借技术实力保持AI芯片领域的龙头地位。 ... PC版： 手机版：