基于对先进技术和解决方案开展的研究，存储巨头竞逐HBM。作为存储市场重要组成部分，DRAM技术不断地升级衍生。DRAM从2D向3D技术发展，其中HBM是主要代表产品。HBM将多个DDR芯片堆叠后和GPU封装在一起，实现大容量、高位宽的DDR组合阵列。通过增加带宽，扩展内存容量，让更大的模型，更多的参数留在离核心计算更近的地方，从而减少内存和存储解决方案带来的延迟。
　　从技术角度看，HBM使DRAM从传统2D转变为立体3D，充分利用空间、缩小面积，契合半导体行业小型化、集成化的发展趋势。HBM突破了内存容量与带宽瓶颈，被视为新一代DRAM解决方案，业界认为这是DRAM通过存储器层次结构的多样化开辟一条新的道路，革命性提升DRAM的性能。
　　随着应用对AI的依赖度增加，需要HBM的加入来支援硬件。根据全球半导体观察微信公众号援引TrendForce集邦咨询，2021年HBM位元需求占整体DRAM市场仍未达1%，主要归因于：（1）消费级应用因成本考量下几乎未采用HBM；（2）服务器市场中作为AI功能的建置低于1%，即服务器搭载相关AI运算卡的比重仍小于1%，且多数存储器仍使用GDDR5(x)、GDDR6来支持其算力。根据全球半导体观察微信公众号援引TrendForce集邦咨询，HBM有助于突破AI发展中受限的硬件频宽瓶颈，未来市场上将出现更多相关应用。随着英伟达使用HBMDRAM，数据中心或将迎来新一轮的性能革命。2021年10月，SK海力士开发完成全球首款HBM3，2022年6月量产HBM3 DRAM芯片并供货英伟达，持续巩固其市场领先地位。
　　HBM及CXL交互合作共同促进高算力AI发展，实际应用于2023年将更有能见度。根据全球半导体观察微信公众号援引TrendForce集邦咨询，CXL导入将随着未来CPU内建CXL功能而普及化，而未来AI服务器的硬件建置，将能见到更多同时采用HBM及CXL的设计。其中HBM能分别增加CPU及加速器各自的频宽，加速数据处理速度；CXL则建立彼此间沟通的高速互联性，两者交互有助于扩展AI算力从而加速AI发展。
　　投资建议：建议关注：澜起科技、国芯科技、通富微电、兆易创新、北京君正
　　风险提示。AI终端应用发展不及预期；AIGC技术发展不及预期；半导体国产替代进程不及预期。
　　

研究报告全文：TableMainInfo行业研究信息设备半导体产品与半导体设备证券研究报告行业跟踪报告2023年02月15日TableInvestInfo投资评级优于大市维持AI人工智能呼唤高性能HBM市场表现TableSummary投资要点TableQuoteInfo1974半导体产品与半导体设备海通综指1160基于对先进技术和解决方案开展的研究存储巨头竞逐HBM作为存储市场重346要组成部分DRAM技术不断地升级衍生DRAM从2D向3D技术发展其中HBM是主要代表产品HBM将多个DDR芯片堆叠后和GPU封装在一起-467实现大容量高位宽的DDR组合阵列通过增加带宽扩展内存容量让更大-1281的模型更多的参数留在离核心计算更近的地方从而减少内存和存储解决方-2095案带来的延迟202222022520228202211资料来源海通证券研究所从技术角度看HBM使DRAM从传统2D转变为立体3D充分利用空间缩小面积契合半导体行业小型化集成化的发展趋势HBM突破了内存容量与相关研究带宽瓶颈被视为新一代DRAM解决方案业界认为这是DRAM通过存储器TableReportInfo优质IC设计企业投资机遇显现层次结构的多样化开辟一条新的道路革命性提升DRAM的性能20230204半导体设备材料国产化紧迫随着应用对AI的依赖度增加需要HBM的加入来支援硬件根据全球半导体20230207观察微信公众号援引集邦咨询年位元需求占整体锂电池管理芯片研究20230116TrendForce2021HBMDRAM市场仍未达1主要归因于1消费级应用因成本考量下几乎未采用HBM2服务器市场中作为AI功能的建臵低于1即服务器搭载相关AI运算卡的比重仍小于1且多数存储器仍使用GDDR5xGDDR6来支持其算力根据全球半导体观察微信公众号援引TrendForce集邦咨询HBM有分析师郑宏达助于突破AI发展中受限的硬件频宽瓶颈未来市场上将出现更多相关应用随Tel02123219392着英伟达使用HBMDRAM数据中心或将迎来新一轮的性能革命2021年10证书S0850516050002月SK海力士开发完成全球首款HBM32022年6月量产HBM3DRAM芯片并供货英伟达持续巩固其市场领先地位HBM及CXL交互合作共同促进高算力AI发展实际应用于2023年将更有能见度根据全球半导体观察微信公众号援引TrendForce集邦咨询CXL导入将随着未来CPU内建CXL功能而普及化而未来AI服务器的硬件建臵将能见到更多同时采用HBM及CXL的设计其中HBM能分别增加CPU及加速器各自的频宽加速数据处理速度CXL则建立彼此间沟通的高速互联性两者交互有助于扩展AI算力从而加速AI发展投资建议建议关注澜起科技国芯科技通富微电兆易创新北京君正风险提示AI终端应用发展不及预期AIGC技术发展不及预期半导体国产替代进程不及预期请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明行业研究半导体产品与半导体设备行业21AI人工智能呼唤高性能HBM基于对先进技术和解决方案开展的研究存储巨头竞逐HBM作为存储市场重要组成部分DRAM技术不断地升级衍生DRAM从2D向3D技术发展其中HBM是主要代表产品HBMHighBandwidthMemory高带宽内存将多个DDR芯片堆叠后和GPU封装在一起实现大容量高位宽的DDR组合阵列通过增加带宽扩展内存容量让更大的模型更多的参数留在离核心计算更近的地方从而减少内存和存储解决方案带来的延迟从技术角度看HBM使DRAM从传统2D转变为立体3D充分利用空间缩小面积契合半导体行业小型化集成化的发展趋势HBM突破了内存容量与带宽瓶颈被视为新一代DRAM解决方案业界认为这是DRAM通过存储器层次结构的多样化开辟一条新的道路革命性提升DRAM的性能图1DRAM带宽迭代历程及HBM架构概览资料来源yoleRambus海通证券研究所HBM通过TSV实现芯片堆叠实现体积节约及能耗降低根据北京超弦存储器研究院微信公众号援引半导体行业观察微信公众号及SK海力士HBM主要通过TSV技术实现芯片堆叠以增加吞吐量并克服单一封装内带宽的限制而TSV在缓冲芯片上将数个DRAM芯片堆叠起来并通过贯通所有芯片层的柱状通道传输信号指令电流相较传统封装方式该技术能够缩减30体积并降低50能耗此外凭借TSV方式HBM大幅提高了容量和数据传输速率与传统内存技术相比HBM具有更高带宽更多IO数量更低功耗更小尺寸随着存储数据量激增市场对于HBM的需求将有望大幅提升根据北京超弦存储器研究院微信公众号援引半导体行业观察微信公众号及SK海力士SK海力士的HBM2E以每个引脚36Gbps的处理速度每秒能处理超过460GB的数据包含1024个数据IO通过TSV技术垂直堆叠8个16GB芯片其HBM2E单颗容量16GB表1SK海力士HBM迭代历程HBM1HBM2HBM2EDie密度2Gb8Gb16Gb堆叠高度4Hi4Hi8Hi4Hi8Hi容量1GB4GB8GB8GB16GB带宽128GBs1Gbps307GBs24Gbps410GBs32Gbps资料来源北京超弦存储器研究院微信公众号半导体行业观察微信公众号SK海力士海通证券研究所HBM所依赖的TSV技术未来市场空间可期根据Yole预测DRAM所用的TSV封装技术HBM3Ds及混合键合技术将在存储封装市场中取得亮眼进展二者合计占比将由2020年的5上升至2026年的17实现32亿美元的市场规模请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明行业研究半导体产品与半导体设备行业3图22020年及2026E存储封装市场空间及结构亿美元资料来源yole海通证券研究所随着应用对AI的依赖度增加需要HBM的加入来支援硬件根据全球半导体观察微信公众号援引TrendForce集邦咨询2021年HBM位元需求占整体DRAM市场仍未达1主要归因于1消费级应用因成本考量下几乎未采用HBM2服务器市场中作为AI功能的建臵低于1即服务器搭载相关AI运算卡的比重仍小于1且多数存储器仍使用GDDR5xGDDR6来支持其算力根据全球半导体观察微信公众号援引TrendForce集邦咨询HBM有助于突破AI发展中受限的硬件频宽瓶颈未来市场上将出现更多相关应用随着最新迭代的规范获得批准生态系统中的供应商正准备确保它可以实施以便客户可以开始设计测试和部署系统随着英伟达使用HBMDRAM数据中心或将迎来新一轮的性能革命2021年10月SK海力士开发完成全球首款HBM32022年6月量产HBM3DRAM芯片并供货英伟达持续巩固其市场领先地位此外高速运算催生的新协定CXL将更有效整合系统中的运算资源CXL则是基于PCIeGen5规格演变的协定让CPU及其他加速器之间建立高速低延迟的互联性使其各自的存储器模拟成一个共享的空间允许存储器资源共享从而降低系统成本并获得更高的性能因此有利于解决AI及HPC的工作负载在允许CPU及其他硬件进行存储器资源整合下利于降低各硬件间的通信延迟也能提高AI及HPC发展需要的计算性能HBM及CXL交互合作共同促进高算力AI发展实际应用于2023年将更有能见度根据全球半导体观察微信公众号援引TrendForce集邦咨询CXL导入将随着未来CPU内建CXL功能而普及化而未来AI服务器的硬件建臵将能见到更多同时采用HBM及CXL的设计其中HBM能分别增加CPU及加速器各自的频宽加速数据处理速度CXL则建立彼此间沟通的高速互联性两者交互有助于扩展AI算力从而加速AI发展2投资建议建议关注澜起科技国芯科技通富微电兆易创新北京君正表2投资建议标的盈利预测根据wind一致预期截止2023年2月15日一致预测营业收入亿元一致预测净利润亿元一致预测PE倍公司2022E2023E2024E2022E2023E2024E2022E2023E2024E澜起科技403859138356133519012744534337522600国芯科技66613972243150308497909744302744通富微电20109245582967795613331692349825101978兆易创新95251155814064267030713741289525172066北京君正594872468911102512921629375029752359资料来源wind海通证券研究所请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明行业研究半导体产品与半导体设备行业43风险提示AI终端应用发展不及预期AIGC技术发展不及预期半导体国产替代进程不及预期请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明行业研究半导体产品与半导体设备行业5信息披露分析师声明TableAnalysts郑宏达电子计算机行业本人具有中国证券业协会授予的证券投资咨询执业资格以勤勉的职业态度独立客观地出具本报告本报告所采用的数据和信息均来自市场公开信息本人不保证该等信息的准确性或完整性分析逻辑基于作者的职业理解清晰准确地反映了作者的研究观点结论不受任何第三方的授意或影响特此声明分析师负责的股票研究范围TableStock重点研究上市公司s利亚德歌尔股份顺络电子中颖电子木林森佳都科技闻泰科技创业慧康视源股份芯海科技航天宏图立昂微宇瞳光学敏芯股份传音控股骏成科技云从科技-UW广联达用友网络鼎龙股份蓝思科技商汤-W思维列控金溢科技长川科技晶晨股份芯朋微芯原股份-U拉卡拉三利谱投资评级说明1投资评级的比较和评级标准类别评级说明以报告发布后的6个月内的市场表现优于大市预期个股相对基准指数涨幅在10以上为比较标准报告发布日后6个月内股票投资评中性预期个股相对基准指数涨幅介于-10与10之间的公司股价或行业指数的涨跌幅级弱于大市预期个股相对基准指数涨幅低于-10及以下相对同期市场基准指数的涨跌幅无评级对于个股未来6个月市场表现与基准指数相比无明确观点2市场基准指数的比较标准优于大市预期行业整体回报高于基准指数整体水平10以上股市场以海通综指为基准香港市A行业投资评场以恒生指数为基准美国市场以标中性预期行业整体回报介于基准指数整体水平-10与10之间级普或纳斯达克综合指数为基准500弱于大市预期行业整体回报低于基准指数整体水平-10以下法律声明本报告仅供海通证券股份有限公司以下简称本公司的客户使用本公司不会因接收人收到本报告而视其为客户在任何情况下本报告中的信息或所表述的意见并不构成对任何人的投资建议在任何情况下本公司不对任何人因使用本报告中的任何内容所引致的任何损失负任何责任本报告所载的资料意见及推测仅反映本公司于发布本报告当日的判断本报告所指的证券或投资标的的价格价值及投资收入可能会波动在不同时期本公司可发出与本报告所载资料意见及推测不一致的报告市场有风险投资需谨慎本报告所载的信息材料及结论只提供特定客户作参考不构成投资建议也没有考虑到个别客户特殊的投资目标财务状况或需要客户应考虑本报告中的任何意见或建议是否符合其特定状况在法律许可的情况下海通证券及其所属关联机构可能会持有报告中提到的公司所发行的证券并进行交易还可能为这些公司提供投资银行服务或其他服务本报告仅向特定客户传送未经海通证券研究所书面授权本研究报告的任何部分均不得以任何方式制作任何形式的拷贝复印件或复制品或再次分发给任何其他人或以任何侵犯本公司版权的其他方式使用所有本报告中使用的商标服务标记及标记均为本公司的商标服务标记及标记如欲引用或转载本文内容务必联络海通证券研究所并获得许可并需注明出处为海通证券研究所且不得对本文进行有悖原意的引用和删改根据中国证监会核发的经营证券业务许可海通证券股份有限公司的经营范围包括证券投资咨询业务请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明