HBM 是当前GPU 存储单元理想解决方案,AI 发展驱动HBM 放量。HBM(高带宽存储器,High Bandwidth Memory)是由AMD 和SK Hynix 发起的基于3D堆栈工艺的高性能DRAM,适用于高存储器带宽需求的应用场合。AI 大模型的数据计算量激增,需要应用并行处理数据的GPU 作为核心处理器,而“内存墙”的存在限制了GPU 数据处理能力,HBM 突破了内存容量与带宽瓶颈,可以为GPU 提供更快的并行数据处理速度,打破“内存墙”对算力提升的桎梏,被视为GPU 存储单元理想解决方案,将在AI 发展中持续收益。
TSV 技术是HBM 的核心技术之一,中微公司是TSV 设备主要供应商。硅通孔技术(TSV)为连接硅晶圆两面并与硅衬底和其他通孔绝缘的电互连结构,可以穿过硅基板实现硅片内部垂直电互联,是实现2.5D、3D 先进封装的关键技术之一,主要用于硅转接板、芯片三维堆叠等方面。中微公司在2010年就推出了首台TSV 深孔硅刻蚀设备Primo TSV,提供的8 英寸和12 英寸硅通孔刻蚀设备,均可刻蚀孔径从低至1 微米以下到几百微米的孔洞,并具有工艺协调性。
ALD 沉积在HBM 工艺中不可或缺,雅克科技是ALD 前驱体核心供应商,拓荆科技是ALD 设备核心供应商。由于ALD 设备可以实现高深宽比、极窄沟槽开口的优异台阶覆盖率及精确薄膜厚度控制,在HBM 中先进DRAM 加工工艺和TSV 加工工艺中是必不可少的工艺环节。雅克科技是国内ALD 沉积主要材料前驱体供应商,公司前驱体产品供应HBM 核心厂商SK 海力士,High-K、硅金属前驱体产品覆盖先进1bDRAM、200 层以上3DNAND 以及3nm 先进逻辑电路等。拓荆科技是国内ALD 设备的主要供应商之一,公司PEALD 产品用于沉积SiO2、SiN 等介质薄膜,在客户端验证顺利;Thermal-ALD 产品已完成研发,主要用于沉积Al2O3等金属化合物薄膜。
HBM 主要应用2.5D+3D 先进集成,IC 载板是转接板核心材料。HBM 借助TSV技术实现2.5D+3D 先进集成,而IC 载板是集成电路先进封装环节的关键载体,建立IC 芯片与PCB 板之间的讯号连接。在目前应用较广的2.5D+3D的先进封装集成电路中,都采用IC 载板作为承载芯片的转接板,如AMD2015 年推出的Radeon R9 Fury X GPU 中使用了64nm 的TSV IC 载板作为转接板,NVIDIA 的Pascal 100 GPU 基于台积电16nm 工艺技术,连接在台积电64nm CoWoS-2 转接板上,然后封装在PCB 板上完成搭建。
相关公司:中微公司、雅克科技、拓荆科技、兆易创新、北京君正。
风险提示:HBM 下游需求不及预期,产业链相关企业发展进度不及预期。