招商證券：AI服務(wù)器存儲(chǔ)量?jī)r(jià)齊升 算力需求推動(dòng)HBM市場(chǎng)數(shù)倍增長(zhǎng)

智通財(cái)經(jīng)APP獲悉，招商證券發(fā)布研究報(bào)告稱，AI算力升級(jí)帶動(dòng)服務(wù)器的CPU迭代并提升GPU需求，帶動(dòng)AI服務(wù)器存儲(chǔ)容量和價(jià)值量較傳統(tǒng)服務(wù)器數(shù)倍增長(zhǎng)。訓(xùn)練型AI服務(wù)器中GPU承擔(dān)大部分算力，算力要求推動(dòng)了HBM等新型存儲(chǔ)器超百億美元新興市場(chǎng)，進(jìn)而提升Bumping、TSV、CoWoS等先進(jìn)封裝工藝需求，并帶來(lái)減薄、鍵合、模塑、測(cè)試等設(shè)備以及EMC、電鍍液、PSPI等材料的增量需求。疊加國(guó)內(nèi)自主可控需求持續(xù)增長(zhǎng)，國(guó)內(nèi)存儲(chǔ)及HBM等催生的先進(jìn)封裝產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展空間巨大。

招商證券觀點(diǎn)如下：

AI服務(wù)器CPU和GPU隨算力需求而升級(jí)，對(duì)存儲(chǔ)器容量和價(jià)值量均有數(shù)倍拉動(dòng)。

傳統(tǒng)服務(wù)器以CPU作為算力核心，隨著AI訓(xùn)練模型的算力要求不斷提升，CPU的核心數(shù)、主頻、線程數(shù)量均不斷提升，但僅靠CPU已經(jīng)無(wú)法滿足算力需求，需要搭配GPU進(jìn)行多線程數(shù)據(jù)處理，主流訓(xùn)練型服務(wù)器一般搭配8個(gè)GPU。AI服務(wù)器用到的主要存儲(chǔ)器包括CPU內(nèi)存、GPU顯存和硬盤NAND等，存儲(chǔ)器容量和價(jià)值量均較普通服務(wù)器有數(shù)倍提升，1)DRAM：英偉達(dá)訓(xùn)練型AI服務(wù)器中的CPU DRAM容量高達(dá)2TB，另外單個(gè)GPU一般搭載80GB以上的HBM存儲(chǔ)器，AI服務(wù)器HBM總?cè)萘款A(yù)計(jì)超640G，總內(nèi)存容量相較普通服務(wù)器有4-8倍的提升，僅CPU內(nèi)存價(jià)值量預(yù)計(jì)有5倍的提升，GPU的HBM則為純?cè)隽渴袌?chǎng);另外，服務(wù)器內(nèi)存也在不斷迭代，目前普通的服務(wù)器均多配備DDR4，但最先進(jìn)的AI服務(wù)器已經(jīng)搭配了DDR5或LPDDR5;2)NAND：AI服務(wù)器的硬盤容量高達(dá)30TB，相較傳統(tǒng)服務(wù)器提升2-4倍，另外傳統(tǒng)服務(wù)器同時(shí)使用機(jī)械硬盤和固態(tài)硬盤(SSD)，但AI服務(wù)器基本全部使用SSD，整體價(jià)值量較普通服務(wù)器預(yù)計(jì)提升10倍左右。

HBM能夠突破訓(xùn)練型AI服務(wù)器的GPU帶寬極限，2024年增量空間預(yù)計(jì)超百億美元。

HBM(High Bandwidth Memory)即高帶寬存儲(chǔ)器，是基于2.5/3D封裝技術(shù)的一種新型CPU/GPU內(nèi)存芯片，將DRAM Die垂直堆疊，Die之間通過TSV的方式連接。HBM能夠以低功耗產(chǎn)生高帶寬，因此廣泛搭配訓(xùn)練型AI服務(wù)器的GPU使用，訓(xùn)練型AI服務(wù)器對(duì)HBM需求的拉動(dòng)主要體現(xiàn)在：1)AI服務(wù)器搭載GPU數(shù)量的提升：由普通服務(wù)器的2個(gè)提升至目前的8個(gè);2)單個(gè)GPU搭載HBM Stack數(shù)量的提升：在HBM1方案中，單個(gè)GPU搭載4個(gè)HBM1，而在目前HBM2e或HBM3方案中，一般單個(gè)GPU搭配6個(gè)HBM Stack;3)HBM堆疊的DRAM層數(shù)和容量增多：從HBM1到HBM3，單個(gè)DRAM Die密度從2Gb提升至16Gb，堆疊高度從4Hi提升至12Hi，單個(gè)HBM疊層容量從1GB提升至24GB。Trendforce預(yù)計(jì)2025年全球服務(wù)器出貨量為1700萬(wàn)臺(tái)，當(dāng)前AI服務(wù)器滲透率大概不足2%，假設(shè)2024年AI服務(wù)器滲透率約4%，按照每個(gè)AI服務(wù)器搭載8個(gè)GPU、每個(gè)GPU搭載6個(gè)共80GB至100GB及以上的HBM Stack的方案測(cè)算，那么2024年AI服務(wù)器帶來(lái)的HBM增量空間預(yù)計(jì)超百億美元。

AI服務(wù)器的GPU采用2.5D+3D封裝工藝，推動(dòng)TSV、CoWoS等核心封裝技術(shù)需求。

HBM和GPU采用2.5D+3D封裝工藝，根據(jù)Yole，2021年HBM和Si中介層封裝市場(chǎng)規(guī)模合計(jì)約14億美元，預(yù)計(jì)2027年增至35億美元，其中HBM和硅中介層封裝市場(chǎng)分別增至16.3和18.8億美元。TSV(Through-Silicon Via)即硅通孔技術(shù)，順應(yīng)2.5D封裝架構(gòu)而產(chǎn)生，能夠以最低的能耗提供極高的帶寬和密度，是實(shí)現(xiàn)電路小型化、高密度、多功能化的首選解決方案。2.5D TSV技術(shù)已經(jīng)廣泛用于AI GPU基板上的HBM中，實(shí)現(xiàn)DRAM各層Die之間的連接，以及HBM芯片和下方的金屬凸塊之間的連接。CoWoS工藝用于將HBM和硅中介層、封裝基板等進(jìn)行整體封裝，當(dāng)前臺(tái)積電處于領(lǐng)先地位，伴隨著谷歌TPU、英偉達(dá)GPU、AMD MI300等均導(dǎo)入生成式AI，臺(tái)積電CoWoS需求自2022年以來(lái)翻倍增長(zhǎng)，目前持續(xù)供不應(yīng)求，展望2024年將目前CoWoS產(chǎn)能翻倍。

HBM多層堆疊結(jié)構(gòu)提升工序步驟，將帶動(dòng)封裝設(shè)備和材料需求持續(xù)提升。

1)設(shè)備：HBM中大量增加前道工序，前道檢、量測(cè)設(shè)備主要增量來(lái)自微凸點(diǎn)、TSV、硅中介層等工藝，另外HBM中增加的預(yù)鍵合晶圓級(jí)測(cè)試和KGSD相關(guān)的封裝級(jí)測(cè)試也帶動(dòng)分選機(jī)、測(cè)試機(jī)、探針臺(tái)等后道測(cè)試設(shè)備的數(shù)量和精度提升;HBM堆疊結(jié)構(gòu)增多，要求晶圓厚度不斷降低，進(jìn)而提升減薄、鍵合等設(shè)備需求;HBM多層堆疊結(jié)構(gòu)要求超薄晶圓和銅-銅混合鍵合工藝，增加了臨時(shí)鍵合/解鍵合以及混合鍵合設(shè)備需求，各層DRAM die的保護(hù)材料也非常關(guān)鍵，對(duì)注塑或壓塑設(shè)備提出較高要求;另外，諸如劃片機(jī)、固晶機(jī)、回流焊機(jī)/回流爐等傳統(tǒng)設(shè)備需求也均受益于HBM封裝帶來(lái)的工藝步驟提升和工藝變革帶來(lái)的價(jià)值量提升;2)材料：HBM中芯片間隙采用GMC(顆粒狀塑封料)或LMC(液態(tài)塑封料)進(jìn)行填充，GMC最主要原材料為球形硅微粉和球形氧化鋁;HBM采用底部填充膠用于FC封裝工藝，采用PSPI作為硅中介層中RDL的再鈍化層;HBM中的Bumping、RDL、TSV等引入前道工藝，帶來(lái)電鍍液用量提升;另外，HBM也將提升電子粘合劑、封裝基板、壓敏膠帶等其他材料需求。

投資建議：相較傳統(tǒng)服務(wù)器，AI服務(wù)器的存儲(chǔ)器容量和價(jià)值量均提升數(shù)倍，其中訓(xùn)練型AI服務(wù)器GPU對(duì)帶寬要求顯著提升，催生了HBM等新型存儲(chǔ)器的增量需求。當(dāng)前DRAM、NAND、HBM等份額均主要由海外原廠如三星、美光、SK海力士等占據(jù)，HBM的CoWoS封裝工藝主要由臺(tái)積電掌握，但考慮到AI對(duì)整個(gè)存儲(chǔ)產(chǎn)業(yè)鏈的拉動(dòng)，疊加行業(yè)需求持續(xù)復(fù)蘇、國(guó)產(chǎn)自主可控需求持續(xù)提升，國(guó)內(nèi)存儲(chǔ)及HBM等催生的先進(jìn)封裝產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展空間巨大。

建議關(guān)注：

先進(jìn)封裝設(shè)備標(biāo)的中科飛測(cè)(688361.SH)、北方華創(chuàng)(002371.SZ)、中微公司(688012.SH)等;

先進(jìn)封裝材料標(biāo)的鼎龍股份(300054.SZ)、安集科技(688019.SH)、雅克科技(002409.SZ)等;

先進(jìn)封裝標(biāo)的長(zhǎng)電科技(600584.SH)、通富微電(002156.SZ)、華天科技(002185.SZ)等;

存儲(chǔ)模組及主控標(biāo)的江波龍(301308.SZ)、佰維存儲(chǔ)(688525.SH)、朗科科技(300042.SZ)等;

存儲(chǔ)經(jīng)銷標(biāo)的香農(nóng)芯創(chuàng)(300475.SZ)、雅創(chuàng)電子(301099.SZ)等;

存儲(chǔ)及HBM配套標(biāo)的國(guó)芯科技(688262.SH)、瀾起科技(688008.SH)、創(chuàng)益通(300991.SZ)等。

風(fēng)險(xiǎn)提示：AI服務(wù)器滲透率提升不及預(yù)期、存儲(chǔ)行業(yè)復(fù)蘇不及預(yù)期、國(guó)產(chǎn)替代進(jìn)程不及預(yù)期、研發(fā)進(jìn)展不及預(yù)期的風(fēng)險(xiǎn)。