电子行业HBM深度研究一：原厂倾力扩产，HBM会过剩吗？

行业研究 行业深度研究 证券研究报告 2024 年 06 月 12 日 诚信专业 发现价值 1 请务必阅读报告末页的声明 电子 原厂倾力扩产，HBM 会过剩吗？——HBM 深度研究一 投资要点： ➢ 近片存储成就高带宽，有限空间依赖堆叠封装。近存计算的 HBM 需要通过 2.5D/3D 封装纵向延伸，通过 TSV将多个 DDR 颗粒、逻辑 Die连接。单颗 HBM 颗粒的位宽已达 1024-bit，为 GDDR5 的 32 倍。以H100 为例，其内部拥有 6 个 HBM 堆栈，单堆栈为 8 个堆叠，一个堆叠为 2GB。总容量为 96GB（6*8*2），考虑内存损耗，表观容量为80GB。HBM 的价格约为 DDR5 的五倍，对应每 GB 约 15 美元，因此一张 H100 中 HBM 价值量约 1500 美元。 ➢ 供给测算：产能持续紧缺，24/25 年有望进入放量期。三星/海力士份额领先，合计份额约为 95%。美光则跳过 HBM3，直接专注开发HBM3E 产品。三大原厂均在加码提升 HBM 产能，竭力弥补产能空缺。三大原厂均表示，公司 24 年的 HBM 供应能力已全部耗尽，而25 年产能亦基本售罄。（1）海力士预计 24 年 HBM 产能同比增加一倍以上，预计其 30 年 HBM 出货量将达到每年 1 亿颗。（2）三星预计公司 24/25 年产能同比增加 2.9/2 倍，28 年出货年比 2023 年高 23.1倍。（3）美光预计 24 财年有望从 HBM 获得数亿美元的收入，HBM份额将在 2025 年的某个时点与公司的整体 DRAM 份额相等（约20%）。24 年末原厂 HBM 产能有望增至 250K/m，占 DRAM 总产能（约 1800K/m）的 14%。根据我们测算，我们认为 HBM 供给产能将在 24、25 年进入扩产时期，25 年供给量有望达 23.7 亿 GB，整体市场规模有望达到 355 亿美元，一定程度缓解 HBM 供给紧张状况。 ➢ 需求测算：多维因素叠加，HBM产能制约 GPU 出货。从需求上看，HBM 在代次、容量、带宽上均持续提升。英伟达 A100 芯片采用HBM2e，其显存带宽与显存容量分别为 2039GB/s、80GB，而迭代至H200，显存带宽与显存容量均提升至 4915 GB/s、141GB。对比英伟达 H100 与 H200，在算力能力相同的情况下，优化 HBM 能够使得H200 在 GPT-3 的推理性能为 H100 的 1.6 倍，其训练性能亦较 H100提升约 10%。英伟达 H100 和 A100 在 23Q4 出货预计超 50 万张。24年训练卡出货有望达 300-400 万张，GPU 出货带动 HBM 成长。HBM未来的三个迭代趋势亦共同驱动HBM量价齐升：（1）HBM3E成高端GPU 标配。（2）HBM3E 从 8 层逐渐升级至 12 层。（3）单 GPU 中HBM 容量提升。根据我们的测算，我们认为 HBM 需求量在 24、25年亦将翻倍增长，25 年需求量有望达 20.8 亿 GB，整体市场规模有望达 311亿美元。考虑 HBM 与 GPU 出货的时间差与 GPU 厂商的 HBM库存建立，我们认为即使原厂大规模扩产，HBM 在未来仍将长期处于供不应求态势。也正基于此，今年 Q2 原厂已针对 25 年 HBM 进行议价，价格初步调涨 5~10%。 ➢ 行业重点公司： HBM 设备建议关注：赛腾股份、精智达、芯源微、拓荆科技等 HBM 材料建议关注：华海诚科、联瑞新材、强力新材、飞凯材料等 HBM 封测建议关注：通富微电、长电科技、深科技等 海力士分销建议关注：香农芯创等 ➢ 风险提示 AI 需求不及预期风险、技术迭代不及预期、行业竞争加剧。 强于大市 （维持评级） 一年内行业相对大盘走势 团队成员 分析师： 徐巡(S0210524060004) 联系人： 谢文嘉(S0210124040078) 相关报告 1、【华福电子】20240610 周报：WWDC2024 即将揭幕，关注 AI 终端创新机遇——2024.06.10 2、WWDC 在即，AI 的”iPhone“时刻即将到来——消费电子系列跟踪——2024.06.09 3、设备板块机遇持续重视，SIA&WSTS 指引 24年半导体复苏基调转强-半导体系列跟踪——2024.06.09 -0.30-0.22-0.14-0.060.020.106/128/2411/51/173/306/11电子沪深300华福证券诚信专业 发现价值 2 请务必阅读报告末页的声明 行业深度研究 | 电子 正文目录 1 近片存储成就高带宽，有限空间依赖堆叠封装 .................................................. 3 2 供给：产能紧缺，24/25 年望进入放量期 ............................................................ 5 3 需求：多维叠加，HBM 产能制约 GPU 出货 ...................................................... 8 4 行业重点公司 ........................................................................................................ 11 5 风险提示 ................................................................................................................ 12 图表目录 图表 1： GDDR5 与处理器内部空间位置 ........................................................................ 3 图表 2： HBM 与处理器内部空间位置 ............................................................................ 3 图表 3： HBM 的 2.5D/3D 立体堆叠结构 ........................................................................ 4 图表 4： H100 内部构造 .................................................................................................... 4 图表 5： 历代 HBM 结构与性能参数 ............................................................................... 5 图表 6：