在人工智能算力需求爆发式增长的驱动下，高带宽存储器（HBM）已成为大算力芯片的“性能基石”，迎来黄金发展期。凭借TSV（硅通孔）、3D堆叠及先进封装等关键技术，HBM在不占用额外空间的前提下，实现了容量、带宽与功耗的最优平衡，成为AI时代存储领域的核心突破口。
而HBM高度复杂的制造工艺对半导体设备提出了严苛要求，却也为国产设备商打开了战略性切入窗口。如今，国产半导体设备正密集布局HBM领域，在关键工艺环节实现了从无到有的重要突破。
技术迭代催生需求，HBM设备成核心支撑
HBM的技术优势源于其独特的结构设计与制造工艺。它通过将多片DRAM Die与Logic Die借助TSV（硅通孔）和Bump（凸点）实现垂直互连，再经中介层与GPU等AI芯片集成于ABF载板，最终通过系统级封装（SiP）形成一体化产品。这种设计不仅缩短了信号传输路径、降低了功耗，更实现了1024bit的超高总线位宽（HBM1到HBM3E均保持在1024bit），完美匹配AI芯片的高带宽需求。
与传统DRAM相比，HBM的制造流程涵盖TSV、凸点制造、堆叠键合、封装测试等关键环节，其中TSV工艺占HBM总成本的30%，是决定产品性能的核心工序。TSV工艺的实现需要一系列高端设备支撑：深孔刻蚀设备采用Bosch工艺干法刻蚀技术，为通孔制造奠定基础；气相沉积设备负责绝缘层、阻挡层与种子层的精准沉积；铜填充设备需解决高深宽比微孔金属化难题，是整个工艺中难度最大的环节；CMP设备则要将晶圆减薄至50μm以下，确保铜层暴露以实现互连。此外，2.5D封装所需的中介层制造设备、堆叠键合设备以及封装后的检测设备，共同构成了HBM生产的设备体系，其技术门槛远超传统DRAM制造设备。
由于HBM在设计、制造与封测全流程均存在显著差异，进一步放大了对专用设备的需求。随着HBM4世代技术的迭代，设备的工艺精度、兼容性与稳定性要求持续提升，为具备核心技术实力的设备商提供了广阔市场空间。
AI驱动HBM扩产，相关设备迎来机遇
2025年四季度以来，全球存储现货市场持续强势上涨，新需求推动成品价格屡创新高，为存储厂商扩产提供了强劲动力。在AI浪潮的全面席卷下，存储芯片短缺问题愈演愈烈，三星、SK海力士、美光等国际存储巨头纷纷将资本开支向HBM等高端存储产品倾斜，传统存储供需缺口预计将持续至2026年。在此背景下，国内存储厂商扩产紧迫性显著提升，作为扩产前置环节的半导体设备，率先成为市场关注的核心焦点。
行业共识已明确AI带来的存储缺货具有持续性。本轮存储行业上行周期与以往不同，核心驱动力是AI时代存储需求的爆发式增长，呈现出价格上涨持续时间更长、涨势加速的特征。而供给侧产能释放有限，预计2026年上半年甚至全年，高端存储芯片供需缺口将进一步扩大。
受益于AI产业的强劲赋能，全球HBM市场规模持续飙升。数据显示，2024年HBM市场规模已达174亿美元，并预计到2030年将增长至980亿美元，年复合增长率高达约33%，领跑整个存储器市场。
当前全球市场虽由三星、SK海力士、美光三大巨头主导，但国内存储企业正加速追赶。随着HBM4世代技术迭代推进，刻蚀、沉积、检测等核心设备的市场需求迎来激增，为半导体设备商开辟了前所未有的发展空间。
业内观点认为，数据量的快速增长正驱动高带宽存储器（HBM）向三维集成等方向演进，这与3D NAND Flash芯片堆叠层数不断提高的趋势相互印证。技术发展将同步抬升下游客户对先进硬掩模、关键介质薄膜以及相关薄膜沉积、键合设备的技术要求和采购需求。
值得关注的是，当前中国HBM产业链在关键设备端的国产化率仍然较低，成为制约国产存储芯片发展的关键环节，也为国产设备商提供了明确的突破方向。
国产半导体设备商全面布局HBM环节
HBM市场需求的爆发式增长直接带动了上游设备产业链的崛起。近期，国内多家半导体设备企业在刻蚀、沉积、键合、检测等核心环节密集披露了相关进展。
制造端核心设备
- 盛美上海已推出多款适配HBM工艺的设备。其Ultra ECP 3d设备可用于TSV铜填充；全线湿法清洗设备及电镀铜设备等均可用于HBM工艺，全线封测设备亦可应用于大算力芯片2.5D封装工艺。
- 北方华创表示，公司在HBM芯片制造领域可提供深硅刻蚀、薄膜沉积、热处理、湿法清洗、电镀等多款核心设备。
- 中微公司在先进封装领域（包含HBM工艺）全面布局，包含刻蚀、CVD、PVD、晶圆量检测设备等，且已经发布CCP刻蚀及TSV深硅通孔设备。
- 迈为股份表示，公司的高选择比刻蚀设备及混合键合设备等可用于DRAM（高带宽存储器HBM）工艺。
键合与封装设备
- 拓荆科技作为国内率先实现混合键合设备（W2W）量产的厂商，其晶圆对晶圆键合产品和芯片对晶圆键合表面预处理产品均达到国际领先水平，已通过头部晶圆厂验证。
- 华卓精科自主研发推出全系列HBM高端装备，包括混合键合设备、熔融键合设备、芯粒键合设备等。其CMP装备、减薄装备等产品已在多家头部客户获得应用。
量检测与配套设备
- 中科飞测首台晶圆平坦度测量设备成功出货HBM客户端，标志着我国在该领域实现重大突破，打破了国外厂商的长期垄断。
- 赛腾股份的HBM检测设备业务持续拓展，前期批量交付三星的HBM设备订单已陆续验收。其自主研发的晶圆边缘全方位监控设备也已交付国内头部客户。
- 武汉精测控股子公司近期签订大额半导体量检测设备销售合同，产品主要应用于先进存储和HBM等前沿领域。
从核心制造到封装测试，国内半导体设备企业已构建起覆盖HBM全产业链的设备供给能力。随着国产设备在技术成熟度和客户验证方面的持续突破，将有助于降低国内HBM芯片厂商的设备采购成本，加速国产HBM的产业化进程。
当前，国产半导体设备商在HBM领域已实现从0到1的关键突破。但同时也应认识到，与国际领先水平相比，国产设备在工艺精度、技术代差等方面仍存在追赶空间。在AI需求持续爆发的大背景下，HBM设备已成为国产半导体设备产业的新增长极。随着政策、产业、技术的协同发力，国产设备商有望持续突破技术瓶颈，在全球HBM设备市场中占据更重要的地位，为芯片制造产业链的自主可控提供关键支撑。
发表于 前天 07:28
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