近期,英伟达、AMD、微软、亚马逊等全球多个科技巨头都在竞购SK海力士的第五代高带宽内存HBM3E,高带宽存储器(HBM)正成为AI时代的“新宠”。
今年以来,HBM3规格的DRAM价格已上涨5倍。那到底什么是“HBM”?为何会变成大厂们争相抢夺的“香饽饽”?涉及哪些产业链环节?哪些股会受益?
受益于AI服务器需求爆发
所谓存储芯片,是指用于暂时存放CPU中的运算数据,以及与硬盘等外部存储器交换的数据。是半导体产业的一个重要分支,其份额大约占全球半导体市场的四分之一至三分之一。
而HBM是高带宽存储器,是一种面向需要极高吞吐量的数据密集型应用程序的DRAM,HBM的作用类似于数据的“中转站”,就是将使用的每一帧,每一幅图像等图像数据保存到帧缓存区中,等待GPU调用。
简单来说,HBM其实就是将很多个DDR芯片堆叠在一起后和GPU封装在一起,实现大容量,高位宽的DDR组合阵列。
相比其他DRAM,HBM具有更高带宽、更低功耗、更小尺寸等优点。最新的HBM3的带宽最高可以达到819 GB/s,而最新的GDDR6的带宽最高只有96GB/s。
HBM备受市场“青睐”主要原因,就是AI服务器需求的爆发,对带宽的要求更高了。
在ChatGPT火了之后,一下子点燃了AIGC(生成式AI) 的热潮。据不完全统计,自3月16日百度率先公布“文心一言”以来,国内已有超过30项大模型产品亮相。
而AI大模型的基础,就是靠海量数据和强大算力来支撑训练和推理过程。AI服务器作为算力基础设施单元服务器的一种类型也来到了台前,备受追捧。TrendForce集邦咨询预估2023年AI服务器 (包含搭载GPU、FPGA、ASIC等) 出货量近120万台,同步上修2022-2026年AI服务器出货量年复合成长率至22%。
HBM成本在AI服务器成本中占比排名第三,约占9%,单机ASP (单机平均售价)高达18,000美元。所以,AI服务器是HBM目前最瞩目的应用领域。
HBM市场前景广阔
智能手机、平板电脑、游戏机和可穿戴设备的需求也在不断增长,这些设备需要更先进的内存解决方案来支持其不断增长的计算需求,HBM也有望在这些领域得到增长。
但目前来讲,HBM还是主要应用于服务器、数据中心等领域,消费领域对成本比较敏感,因此HBM的使用较少。
可以肯定的是,对带宽的要求将不断提高,HBM也将持续发展。TrendForce集邦咨询预估2023年HBM需求量将年增58%,2024年有望再成长约30%。申万宏源也在研报中指出,AI服务器将引爆HBM新型存储需求,2025年市场规模有望快速增长至25亿美元。
目前,全球前三大存储芯片制造商正将更多产能转移至生产HBM,但由于调整产能需要时间,很难迅速增加HBM产量,预计未来两年HBM供应仍将紧张。
根据公开信息统计,国内布局HBM的公司有很多,其中包括国芯科技、通富微电、澜起科技、兆易创新等。这些公司在封装及接口领域围绕着HBM展开布局,积极推进Chiplet技术的研发和应用。
此外,华海诚科公司的颗粒状环氧塑封料用于HBM的封装,公司表示应用于HBM的材料已通过部分客户认证。
华安证券表示,存储行业当前处于周期较为底部的位置,供给收窄有利于减缓价格下降。根据CFM和Trendforce,部分DRAM与NAND产品将于2023年三季度实现价格上涨。且美光遭审查利好国内存储竞争格局。预计存储行业有望在下半年迎来复苏,建议关注兆易创新、北京君正、东芯股份、普冉股份等。