来源:证券之星资讯
2025-02-04 15:53:26
在数字化时代迅速发展的今天,人工智能技术的飞速进步对存储芯片提出了更为苛刻的要求,于是HBM(高带宽内存)技术应运而生。HBM以其卓越的高带宽、大容量、低能耗以及小巧的体积等优势,在高性能计算领域中脱颖而出,成为不可或缺的存储技术。
本文将详细解析该技术带来的新机遇。
何为HBM?
HBM(高带宽内存)作为一种采用三维堆叠和硅通孔(TSV)技术的高性能DRAM,凭借其高带宽、低延迟、低功耗等核心优势,在高性能计算领域崭露头角。HBM通过增加存储堆栈的数量和位宽,缩短存储芯片和逻辑芯片之间的距离,降低工作电压并减少信号线的数量和长度,实现了这些显著优势。
在各类DRAM产品中,HBM的应用领域独具特色。DDR主要应用于消费电子、服务器、PC等领域;LPDDR则主打移动设备、手机及汽车市场;GDDR是图像处理GPU的首选;而HBM则主要应用于数据中心、AI计算加速卡、高端专业显卡等高性能计算场景,展现出其独特的魅力。
具体来说,HBM的优势体现在以下几个方面:
高速高带宽:尽管HBM2E和HBM3的单引脚最大I/O速度略低于GDDR5存储器,但HBM通过堆栈方式,利用更多的I/O数量,提供了远高于GDDR5的总带宽。
可扩展至更大容量:HBM通过多层堆叠DRAM芯片,轻松实现更大的存储容量。同时,通过SiP(系统级封装)集成多个HBM叠层DRAM芯片,可以进一步拓展内存容量。
更低功耗:HBM采用TSV和微凸块技术,使得DRAM裸片与处理器间的信号传输路径更短,单引脚I/O速度和I/O电压更低,从而具备更优的内存功耗能效特性。
更小体积:HBM将原本在PCB板上的DDR内存颗粒和CPU芯片全部集成到SiP中,极大地节省了空间。相比GDDR5存储器,HBM2甚至能节约94%的芯片面积。
此外,随着AI技术的蓬勃发展,HBM的前景也愈发广阔。据《AI and Memory Wall》一文指出,过去20年服务器硬件的FLOPS峰值增速远超DRAM和互连带宽的增速,内存问题已成为AI应用的重要瓶颈。以英伟达H100为例,其成本接近3000美元,其中SK海力士的HBM成本就高达2000美元,直接超过了制造和封装的成本。由此可见,随着AI市场规模的快速增长,高性能内存的需求也将持续攀升。
HBM产业链解析
HBM(高带宽内存)的制造过程高度依赖于一系列先进的设备环节,这是确保HBM能够高效、高质量生产的关键。
在晶圆制造阶段,TSV刻蚀设备以及其他如光刻机、离子注入机等晶圆制造设备共同完成了晶圆的基础加工和处理。进入中段制造环节,晶圆级封装设备发挥了核心作用,它能够将多个DRAM裸片精准地堆叠在一起,并通过TSV和微凸块技术实现芯片间的互联。
此外,中段制造过程还可能涉及晶圆减薄、研磨、切割等设备,对晶圆进行进一步的精细加工。到了后段封测环节,测试设备对HBM芯片进行全面的功能测试和性能测试,确保芯片的质量和性能符合要求;而封装设备则负责将测试合格的芯片封装成最终的产品形态。
随着HBM技术的不断进步和发展,设备环节也在持续进行技术升级和创新,向更高精度、更高效率、更高可靠性的方向发展。同时,在全球贸易环境复杂多变的背景下,国产设备厂商正在加速推进HBM设备环节的国产化替代进程。展望未来,随着智能化、自动化技术的广泛应用,HBM设备环节将迎来更加广阔的发展空间和机遇。
国海证券建议关注北方华创(刻蚀/沉积/炉管等设备)、中微公司(刻蚀设备)、拓荆科技(混合键合/键合套准精度量测/PECVD等设备)、微导纳米(薄膜沉积设备) 、华海清科(CMP/减薄机) 、芯源微(临时键合机/解键合机/清洗机) 、盛美上海(电镀/清洗/边缘刻蚀设备)、精测电子(检测设备)、中科飞测(检测设备)、赛腾股份(检测设备) 、精智达(检测设备)、快克智能(键合设备)、芯碁微装(直写光刻机/晶圆对准机/晶圆键合设备) 等 。首次覆盖,给予HBM行业“推荐”评级。
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