存储扩产周期：HBM（高带宽内存）制备设备厂商梳理

前言：全球存储产业景气度高增，晶圆厂扩产带动上游设备及材料的强劲需求。

一. HBM概览

高带宽内存（HBM）是一种基于3D堆叠工艺的高性能DRAM，专为AI服务器GPU等高性能计算场景设计。

HBM自2013年推出以来，目前已迭代至HBM4，全球市场呈三强垄断格局，SK海力士、三星、美光合计占据90%以上份额。

1.1 封装原理

HBM通常采用CoWoS工艺，与GPU高密度集成在同一封装，形成三层结构：芯片层、中介层、基板层。

（1）3D堆叠：将多个DRAM Die（4-16层）垂直堆叠，并通过硅通孔（TSV）、微凸块（Microbump）技术实现互联。

（2）2.5D封装：通过硅中介层（Interposer）连接HBM堆栈与GPU，并紧密封装。

1.2 主要特点

（1）优点：超高带宽、较低功耗、小体积、适合高密度部署。

（2）挑战：技术门槛高（TSV、微凸点、2.5D封装）、制造成本高（工艺复杂、良率低）、散热要求高（高集成度）。

二. HBM制备核心环节

2.1 硅通孔（TSV）制备

（1）目的：在晶圆内部钻孔并填充导电材料，实现垂直互连；并在孔壁沉积绝缘层，提供电气隔离。

（2）工艺步骤：深硅刻蚀（DRIE）、绝缘层沉积、阻挡层/种子层沉积、电镀填充、晶圆减薄、表面平坦化。

（3）国内配套：中微公司（深硅刻蚀设备）、北方华创（TSV全流程设备）、微导纳米（薄膜沉积设备）、华海清科（CMP/减薄设备）。

2.2 微凸块制备

（1）目的：在晶圆上电镀形成金属凸块，替代传统引线键合。

（2）工艺步骤：凸点下金属化（UBM）、光刻显影、凸块电镀、回流成型。

（3）国内配套：芯源微（涂胶显影设备）。

2.3 堆叠键合

（1）目的：将多个DRAM Die精准对齐并键合，分为热压键合（TCB）、混合键合（Cu-Cu），混合键合技术可实现更高互联密度。

（2）工艺步骤：表面活化、临时键合与解键合、永久键合、堆叠固化。

（3）国内配套：拓荆科技（混合键合设备）。

2.4 2.5D封装

（1）目的：使用硅中介层连接HBM堆栈和GPU，并封装到基板；目前主要采用台积电CoWoS工艺。

（2）工艺步骤：硅中介层制备、芯片倒装键合、底部填充、封装成型与测试。

（3）国内配套：赛腾股份（缺陷检测设备）、精测电子（AOI检测系统）、中科飞测（光学检测设备）。