3.1万
“未来的全球产业竞争，其实就是人工智能的竞争，面对大量的算力需求，封装技术是核心技术之一。”——石磊
根据长电科技2023年财报，从应用端看存储器市场将成为2024年半导体市场复苏最主要的推动力，WSTS 预计其市场将高速增长，同比涨幅为44.8%。
另外，据市场调查机构 IDC 数据，预计到 2027 年全球人工智能总投资规模将达到 4,236 亿美元，近 5 年复合年增长率为 26.9%。其中中国将达到 381 亿美元，占全球总投资 9%。
存储芯片市场，三星、海力士和美光主导DRAM市场，三星、Kioxia、西部数据、美光主导NAND 市场。国内 DRAM 市场的主要企业有长江存储、福建晋华和合肥长鑫；NAND 市场则以长江存储为主。2024年上半年，海力士、三星、美光均会推出24GB容量的HBM3e，下半年将推出36GB版本的HBM3e。
本文为您调研汇报了HBM/DRAM、3D NAND封测市场的最新进展。全网首次呈现了昇维旭、长鑫存储、福建晋华、武汉新芯、通富微电、长电科技、盛合晶微面向HBM的制造和封测能力。根据未来半导体年初调研，2024年国产规划HBM产能为520万颗，2024年全球HBM需求量约4000万颗。
存储大厂三分天下
2023年11月，英伟达面向AI领域的超高性能DRAM新产品HBM3E 打造的新一代图形处理器带来了容量、带宽和性能的全面升级，市值更突破2万亿美元大关，在无量钱途上寂寞前行。
自2024年起，市场关注焦点即由HBM3转向HBM3E，并逐步成为HBM市场主流。美光和 SK 海力士官方表示，他们在 2024 年和 2025 年的大部分时间里供应的 HBM 产品已售罄。2024年HBM需求将接近200%，预计到2025年将翻一番。为了满足需求，三星和SK海力士已经将超过20%的DRAM生产线转换成HBM生产线。目前，国际HBM存储制造三巨头市占率分别为：SK海力士占50%，三星占40%，美光占10%左右，也就是说2022-2024年之间的市占率在1%-3%之间波动，所谓焦灼之极、兵家必争。
美光是存储领域2.5D/3D堆叠技术领领导厂商之一。其 1β（1-beta）技术、3D TSV 和其他实现差异化封装解决方案，为领先的 HBM3E 和 HBM4 产品路线图以及为 AI 应用打造的 DRAM 和 NAND 全套解决方案打下坚实基础。
24年Q1美光量产8层堆叠的HBM3E，并出样了12层堆叠的 36GB 容量 HBM3E，供应给英伟达 H100、H200 加速卡。与业界其他HBM3解决方案相比，美光 HBM3E，允将硅通孔(TSV) 数量翻倍，增加5倍金属密度，功耗较降低30%，引脚速度超过9.2 Gb/s，可提供超过1.2 TB/s的内存带宽。在与前一代相比，每瓦性能提高了2.5倍，满足了AI数据中心的极端功耗需求。
美光2024年的HBM产能已经售罄，2025年大部分产能的供应也已经分配完毕，预计HBM产品的出货占比将在明年大幅度攀升。美光近年在HBM市场处于相对劣势，正磨拳擦掌，大干一场。
美光西安封测厂拥有DRAM内存颗粒封装测试及模组制造业务，目前扩建堆叠式球珊阵列芯片封测生产线投资3.2亿，2024年完工扩建月产能1100万件内存颗粒产品。2024年3月美光西安的封装和测试新厂房已破土动工，这是在23年6月宣布在西安追加投资43亿元人民币的承诺，制造更广泛的产品解决方案，包括但不限于移动DRAM、NAND及SSD.
SK海力士一直扩建人工智能基础设施，推进HBM3E等新一代DRAM的生产能力，以满足英伟达的狮子大开口。SK海力士是英伟达H100的主要供应商，市占约80%。
SK海力士第三代HBM技术HBM2E开创大规模回流模塑底部填充（MR-MUF）工艺，并通过2.5D扇出封装能跳过硅通孔（TSV）工艺增加I/O接口的数量。同时硅通孔（TSV）技术、小芯片（Chiplet）和混合键合技术为制造高带宽存储（HBM）中发挥重要作用。类似于AMD的3D V-Cache，到HBM4以3D堆叠在逻辑核心上，这不仅改变了逻辑和存储芯片的互连方式，也将改变芯片的制造方式。
SK海力士HBM芯片在2025年的产能已经基本售罄。行业对于高带宽存储器的高需求，迫使SK海力士HBM项目提速。SK海力士与台积电（TSMC）签署了谅解备忘录，开发第六代HBM产品 HBM4（12层）与逻辑层的先进封装技术密切合作。与此同时，SK海力士已在加速推进第七代HBM产品的HBM4E（MR-MUF技术 16层堆叠，计划使用第六代 10+nm 级 1c nm 制程的 32Gb DRAM ），HBM4E 内存可较 HBM4 在带宽上提升 40%、密度提升 30%，同时能效也提高 30%。
SK海力士表示当前HBM技术已达到新的水平，同时代际更迭周期也在加快，此前由HBM到HBM3E之间的迭代周期一直为两年一代，但后续自HBM4开始周期有望提升到一年一代。也意味着HBM4E将在2026年问世。
SK海力士计划2025年3月在京畿道中投资907亿美元兴建一座庞大的半导体生产园区，首座晶圆厂预计将在2027年完工，整个园区共四座晶圆厂，建设工程则预计将在2046年全面竣工，可能同时生产DRAM和NAND闪存芯片。巧合的是，三星也选择了在附近建造类似的半导体生产园区，其中还有研发中心。
在中国的合资公司海太半导体，具有DRAM封测能力以及HBM3后工序封装高堆叠产品（16D），其产能占据海力士40%~50%左右，但海太半导体业务不涉及HBM制造产品。
三星不甘落后，成立了一个强悍的HBM 供应交易研发团队，妄图打动英伟达，以此来对抗海力士。所以，2024年工作重心放在 HBM、DDR5 服务器内存等企业市场。三星将混合键合、热压非导电薄膜(TC NCF)技术、非导电粘合膜（NCF）方法作为存储器堆叠技术，实现芯片之间间隙的最小化，并将垂直密度提高20%以上。还储备垂直堆叠SRAM内存芯片和CPU的SAINT S和垂直封装DRAM内的SAINT D的先进封装技术。
2024年2月份公布了首款12层堆叠的HBM3E DRAM，命名为HBM3E 12H，可达到惊人的1280GB/s，容量也高达36GB。三星的HBM3E使用了先进的1α工艺，与 8层堆叠的HBM3 8H相比，HBM3E 12H在带宽和容量上的提升幅度均超过了50%，计划于今年下半年开始大规模量产，媒体预测将用于英伟达的下一代 AI 芯片，比如 B200 和 GB200。
3月，三星还公布HBM路线图，预计2026年HBM的出货量将是2023年的13.8倍；到2028年，HBM的年产量将进一步增至2023年的23.1倍。目前三星已制造出基于混合键合技术的16层堆叠HBM3内存样品，用于2025/26年HBM4内存量产。从 HBM4 开始，三星将采用混合键合，直接用铜连接 DRAM 的顶部和底部。
三星电子已成功向美国 AMD 供应 HBM3 内存，但还在跟英伟达死磕认证。
1.1万亿美元的DRAM市场
HBM（High Bandwidth Memory, 高带宽存储器）实际上是一种3D封装的DRAM内存芯片，引入硅通孔和键合技术，将多层芯片（4/8/12/16/32）堆叠在逻辑芯片上方，再通过2.5D工艺（如CoWoS-S）将HBM与GPU直接通过硅中介层（Si Interposer）连接，以实现更高带宽、更多I/O数量、更低延时和低功耗，以及更小尺寸。
当前DRAM内存的市场规模非常庞大，预计到2024年，全球DRAM内存的市场规模将达到1.1万亿美元，占整个半导体市场的20%，2023-2025的复合增长率有望成长至40-45%以上。
中国是全球最大的DRAM内存消费国，每年有超过600亿美元的进口。这显然是对中国的经济、信息和技术自主构成巨大的挑战。国内存储厂商市占率遥遥落后，但也意味着未来巨大的潜力增长。国际大厂先进封装产能不足，HBM3 内存容量紧张给了国产机会。
国内厂商可从现货市场采购DRAM颗粒，在通过3D封装实现堆叠出一个HBM器件，当遭到封锁时，我们只能加速先进封装技术，通过TSV垂直方向通孔和Hybrid Bonding键合，实现自主研发HBM颗粒和器件。
字节跳动、腾讯、阿里巴巴与百度等已在排队采购国产HBM，据未来半导体调研各家项目规划产能，2023年国产CoWos规划产能为50万颗，折算成HBM产能为200万颗；2024年CoWos规划产能为130万颗，折算成HBM产能为520万颗；2025年CoWos规划产能降为100多万颗，折算成HBM产能为400万颗。属于能力有限，产能不足。
华为昇腾芯片
华为昇腾芯片是中国地表最强芯片，也是全球AI芯片竞赛的重要力量。由于国内人工智能芯片需求猛增，也使得昇腾成为目前国内出货量最高的国产芯片。这震惊了英伟达，将华为列入了其主要的竞争对手名单。
昇腾芯片基于华为自研的达芬奇架构，昇腾系列具备高算力和能效，覆盖云端训练至边缘推理的全场景应用。通过2.5D 封装堆叠多颗HBM内存。这些芯片都是在拥有先进制程的基础上，为了进一步提升芯片性能。
昇腾910是华为海思的首款AI处理器，它的计算能力达到了256TFlops，单卡能力在A100/A800之上的，HBM的算力与对手相比仍有落差。昇腾920是24年底将发布的昇腾920，将采用了7纳米的制程，计算能力达到了400TFlops，将是目前全球最强大的AI处理器之一。
华为团队与国内存储制造厂商与下游封测厂通力推进HBM产线。昇腾芯片已经有望搭载自家的HBM，从而实现国产AI芯片的绝地反击。
国产HBM制造队列
根据未来半导体调研，国内至少在2021年就做出了自主研发HBM的计划，当时国内芯片正一个个成为美国打击的目标，但如今我们的企业还一个个屹立不倒。虽然赶不上国际三巨头均生产最新HBM3芯片以及HBM3E，我们有信心拿下HBM2。
昇维旭是一家具有深圳国资背景的高新技术企业其主要产品面向数据中心、智能手机等应用场景的存储芯片。有规划投资超3000亿人民币建造12吋DRAM厂，规划总产能14万片/月。一期预计2024年上半年试产。网传其HBM 23年已立项，24年晶圆流片并导入封测端，25 年不断调试，26年推出最终产品HBM3。DRAM颗粒指日可待。
长鑫存储是中国最大的DRAM内存生产商。到2023年，长鑫存储在全球DRAM市场的份额还不到1%。2024年上半年长鑫存储合肥工厂一期已满负荷生产，达到了12万片每月的产能。2024年底二期扩建完成，目标实现30万片每月的产能，将占全球DRAM内存市场的5-10%。二工厂将拥有最先进的 DRAM以及芯片垂直堆叠技术，以复制 HBM 芯片的架构。同时，正在开发混合键合、TSV等先进封装技术，以创造更强大的 HBM 产品（如将 8 个或 12 个具有宽接口的存储器件堆叠在一起，或者HBM3），将给下游封测厂带来机会。
2018年，长鑫存储成功研发了国内首个8Gb DDR4芯片，2019年三季度成功量产了DDR4/LPDDR4/LPDDR4X芯片2023年11月长鑫存储正式推出LPDDR5系列，首次采用3D层叠封装封装，与国际水平接轨。与上一代LPDDR4相比，长鑫LPDDR5单一颗粒的容量和速率均提升50%，分别达12Gb和6400Mbps，同时功耗降低30%。
目前长鑫存储与通富微电合作开发了HBM 芯片样品，通富微电具备HBM的3D封装能力，但仍处于成长期，公司2.5D/3D生产线建成后，将实现国内在HBM高性能封装技术领域的突破。
福建晋华是福建省电子信息（集团）旗下的控股子公司，以，攻坚集成电路内存芯片自主技术与合作伙伴共创双赢为使命,推出了基于 HBM 技术的DRAM内存模组并实现了量产。外传晋华 HBM 产品已流片，采纳了3D封装技术，实现高带宽、低延迟，广泛应用于高性能计算、人工智能等领域。
福建晋华建设有12吋内存晶圆厂生产线，开发先进存储器技术和制程工艺。其投资规模非常庞大，一期计划投资53亿美元，建设6万片每月的产能，二期和三期计划投资150亿美元，建设18万片每月的产能，总投资超过200亿美元，总产能达到24万片每月，相当于长鑫存储的两倍。
武汉新芯是长江存储集团下面的兄弟，除了生产逻辑芯片、CIS传感器及NOR闪存和 3D NAND外，还拥有晶栈®Xtacking晶圆级三维集成技术平台集成TSV混合键合多片晶圆堆叠技术（Multi-Wafer Stacking）;C2W混合键合/Hybrid Bonding、晶圆堆叠技术3DLink™，包括两片晶圆堆叠技术 S-stacking®、多片晶圆堆叠技术 M-stacking®和芯片 - 晶圆异质集成技术 Hi-stacking™。
凭借前道晶圆制造厂的先发优势，武汉新芯于2024年2月启动建设HBM产线建设包括高带宽存储芯粒先进封装技术研发和产线建设、C2W混合键合技术研发和产线建设项目标月产能分别为12英寸晶圆3000片。2025年以后持续推进高带宽存储器的多晶圆三维集成技术研发及产业化、C2W混合键合技术研发和产线建设项目和高容值密度深沟槽电容制造工艺技术研发项目。
3D Dram是存储芯片的未来发展方向 , 存储大厂龙正虎头，中国的存储大厂岂会缺席。当切换为国产 HBM，产能缺口下给了封测厂巨大机会。
国产HBM封测队列
目前，后道封测厂通富微电、长电科技、盛合晶微拥有HBM的封测能力
通富微电持续布局DRAM和NAND，存储器封测领域处于第一梯队，在存储封测业务国内遥遥领先。公司是国内首家完成基于TSV技术的3D DRAM封装开发的封测厂。拥有先进封装平台 VISionS (2.5D/3D/MCM-Chiplet)，有涉及AMD Rx 7900 m GPU的封测项目。子公司正在大规模建设存储器封装项目。
南通通富面向HBM，规划建设高带宽存储芯粒先进封装技术研发和产线建设项目，建成后形成年产高带宽存储芯粒产品产品共3.6万片生产能力；
通富超威（苏州）定位国内领先水平高性能计算处理器封装测试研发生产基地。投资34.5亿元高性能集成电路封装测试项目2023年上半年开工，一期计划2025年年底投产，后续或总投资100亿元建设超威高性能集成电路项目。
苏州通富超威半导体有限公司新投资9亿高性能运算芯片封测及先进封装产业化项目2024年首期投产，可实现国产处理器测试2000万颗/年、晶圆测试28000片/年。
通富通科存储器产品封测和功率器件产品封测项目项目总投资45亿一期、二期已量产。新增存储器产品封装测试10800万块的生产能力。
长电科技在存储市场封测服务覆盖 DRAM，Flash 等各种存储芯片产品，拥有 20多年 memory 封装量产经验，16 层 NAND flash 堆叠，35um 超薄芯片制程能力，Hybrid 异型堆叠等，都处于国内行业领先的地位。
长电科技专为HBM设计的XDFOI高密度扇出型封装解决方案，XDFOI技术是一种面向Chiplet的极高密度、多扇出型封装高密度异构集成解决方案，覆盖了当前市场上的主流2.5D Chiplet方案并实现量产。
3月份，公司斥资6亿美元收购西部数据旗下公司，拓展公司在存储领域的布局。晟碟半导体产品类型主要包括iNAND闪存模块，SD、MicroSD存储器等。
长电微电子面向高算力芯片的晶圆级微系统集成高端制造项目总投资100亿，2022年7月开工，晶圆级/倒装年产60亿颗；项目一期2024 年上半年开始设备进场，6-7月竣工投产。
长电绍兴项目面向CPU/GPU/HB，启动了投资投资80亿元的中道先进封装生产线（HDFO高密度扇出封装、eWLB、A-eWLB））项目，2022年9月投产，年产12吋封装48万片，每月12吋产出2000-5000片。
盛合精微拥有面向先进封装的3D创新研发平台——3D SiP SmartPoser™ Key Applications，实现高密度、高集成度、超薄3D集成。3DFO晶圆级系统集成技术，具有高密度RDL和TIV特性，可实现高密度互连，并为各种应用如移动、高性能计算等提供高性能封装方案。
盛合晶微一期工厂总投资10.5亿美元，主打中段硅片制造集成。二期工厂总投资100亿元（12亿美元），由三维多芯片集成封装、超大尺寸Fan-out先进封装技术研发及产线建设、2.5D硅转接板及硅通孔技术研发及产线建设组成。三维多芯片集成封装项目建成后达产年将形成金属Bump96万片/年）、3D封装19.2万片/年。超高密度互联三维多芯片集成封装项目目标是形成月产能达4000片（12 英寸）的量产能力。
国产存储封测队列
合肥沛顿存储科技有限公司专注于DRAM、NAND FLASH封装，拥有wBGA/FBGA、FlipChip、TSV技术（DDR4封装）；多层芯片封装和系统级封装；Sip、uPOP堆叠封装技术。目集成电路先进封测和模组制造项目总投资金额100亿元，一期（一期投资30.6亿元）达产后，每月10万片动态存储晶圆封装测试和2万片闪存晶圆的存储封装产能。二期建设预计到2025年，月封装测试产量将达到约6000万颗。
元成科技（苏州）有限公司（原力成苏州）专注于存储芯片；闪存芯片、内存芯片及逻辑芯片，拥有多层晶片叠封技术、FCCSP、铜柱凸点、BGA、QFN；SiP和多层叠die技术（2.5D）。存储芯片年封测产能超过5.5亿颗，并入江龙波后，提升存储芯片封装测试能力。
海太半导体（无锡）有限公司专注于DRAM、NAND。封装20纳米DRAM封测、模组封测、高阶混合封装(Hybirid，FC+WB)工艺。HBM3后工序封装。高堆叠产品（16D）产能占据海力士40%~50%左右。掌握了的技术的技术突破。完成了1制程DRAM的验证和量产。
宏茂微电子（上海）有限公司有3D NAND Flash产品堆栈式封装(Raw NAND , EMMC , UFS)，实现3D NAND芯片封测的规模量产。同时建有大容量存储芯片封测产线技术改造项目。
浙江甚湖科技有限公司有多层芯片叠加（最多16DIE）封装和SiP封装、2.5D技术，芯项目计划投资11亿元，代建用地44亩，建设年产2000万颗高端芯片FC+2.5D先进封装测试生产基地
龙芯中科（鹤壁）技术有限公司专注于龙芯一号、二号、三号等系列芯片封装，有FC-BGA、2.5D、Chiplet封装组技术。龙芯中科芯片封装项目总投资13亿元（分三期）一期项目2023年10月投产，每年可封装测试芯片500万至1000万片。未来3至5年，将根据市场需求有序推进二期、三期建设。三期项目全部达产后，年可封装测试芯片3000万片，预计年税收超2亿元。
惠州佰维存储科技有限公司掌握16层叠Die、30~40μm超薄Die、多芯片异构集成等先进封装工艺，为NAND、DRAM芯片和SiP封装产品的创新力及大规模量产提供支持。其在东莞松山湖高新区落地的“晶圆级先进封测制造项目”是通过TSV和混合键合工艺实现针对DRAM颗粒的多层堆叠封装，甚至是异质集成。
深圳市晶存科技有限公司有DRAM，总投资超10亿先进存储芯片测试及封装产线的重要基地，2024开工。
广西桂芯半导体科技有限公司储类封装领域项目总投资10亿三期项目，WLCSP/FOWLP 110亿颗/年。
四川和恩泰半导体有限公司总投资6亿元和恩泰半导体存储芯片封装测试项目，2021年投产，年产能5000万片存储芯片（SiP封装工艺年产能500-800KK）。
国产HBM刚刚起步
国内目前可以攻克HBM2。美国并未对 HBM 芯片本身的出口施加限制，但 HBM3 芯片含有美帝限制的技术，包括华为在内的许多中国公司被禁止使用。然而，我们仍需要推进自己的HBM3 所需的技术，并且在一次次制裁中取得突破。生产 HBM 不仅需要高质量的 DRAM 生产能力，还需要先进封装技术将这些芯片堆叠连接。
中国目前没有哪家企业能够量产高阶HBM芯片来加速 AI 计算，至少要等到2025年甚至更长时间，中国面临着相当长的路要走。国际上能够做HBM的都是IDM大厂包揽设计制造和封测，中国企业在未来几年内很难具备挑战美光、三星和 SK 海力士地位的实力。
3D NAND
NAND闪存结构从最初的2D到如今的3D、4D。2023年的卷王难分仲伯，SK 海力士可以堆300层，铠侠可以堆218层，SK海力士可以堆321层。三星预测到2030年将出现1000层NAND。铠侠表示将在2031年批量生产超过 1000 层的 3D NAND 存储器。目前 NAND 闪存行业已度过了最艰难的 2023 年，今年将进入上升期，预计 2023~2027 年的闪存需求总量复合增长率可达 21%，单台设备平均容量的复合增长率为 20%。
三星V-NAND技术通过改良型的Charge Trap Flash技术在一个3D的空间内垂直互连各个层面的存储单元，使得在同样的平面内获得更多的存储空间。三星V-NAND闪存还放弃浮栅极MOSFET，使用电荷攫取闪存设计。
三星电子已开始量产其基于双堆栈架构的第 9 代 V-NAND 内存,。第一批基于其最新 NAND 技术的芯片采用三级单元 (TLC) 架构，容量为 1 Tb，数据传输速率高达 3.2 GT/s。该公司当第 8 代 V-NAND 为 236 层，有传言称第 9 代 V-NAND 将其提升至 290-300层，再往后的第十代则会达到430层左右。
目前三星在西安的工厂已建立了投资超40亿美元的半导体封测线，可封装月产能达20万片12英寸晶圆，占三星NAND闪存产总量的40%以上。2024切换至236层(V8)NAND闪存。
铠侠正加速BiCS FLASH 3D立体堆叠闪存技术研发进程。该技术首先堆叠板状电极，然后打开穿过它们的孔并连接电极，从而一次为所有层形成存储单元以降低制造成本。此外，为了实现更大的存储容量，KIOXIA十多年来一直在继续R&D增加层，目前已推出最高218层的BiCS FlASH闪存产品。
2023年铠侠宣布第八代BiCS 3D NAND 存储器堆叠了218层，应用了先进的晶圆键合、横向收缩技术，并在横向收缩、纵向收缩方面取得平衡，存储密度比上代提升超过50％，达到了1Tb(128GB)，接口速度3200MT/s。
23年8月SK海力士公布了321层 4D NAND闪存并计划于2025年上半期开始量产，这是目前堆叠层数最多的闪存。与上一代238层512Gb NAND相比，生产效率提高了59%。每个硅芯片可提供 1Tbit 的存储容量，同时利用 3 位/单元 (TLC) 多级存储方法，存储密度提高了 41%。
在中国市场，SK海力士将重点转移到其半导体制造工厂所在地无锡，在重庆的封测厂，占到整个SK海力士闪存产品的40%以上，其投资12亿美元建设Nand Flash封装测试生产线2020年量产，年生产芯片20亿片。
长江存储是中国大陆第一家专攻3D NAND芯片厂，可提供3D NAND闪存晶圆及颗粒， 嵌入式存储芯片以及消费级、企业级固态硬盘等产品。晶栈(®)Xtacking(®) 是长江存储核心技术，已发展到第三代 3D QLC闪存技术的产品X3-6070 QLC 较上代 IO 速度提升 50%、存储密度提高 70%、擦写寿命达 4000 次 P / E。2022 年初率先实现232层3D NAND 量产，首次领先海外厂商。长江存储在研发超过 300 层的 NAND 闪存，计划在2024年下半年新品上市。
当前，3D NAND 的堆叠层数提升成为业界新问题，推动 QLC NAND 的应用将是大势所趋。
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