2024年，高帶寬內(nèi)存（HBM）成為全球半導體產(chǎn)業(yè)鏈的焦點。受益于AI大模型、高性能計算（HPC）和數(shù)據(jù)中心需求的爆發(fā)式增長，HBM作為下一代內(nèi)存技術已從“技術先鋒”走向“市場核心”。尤其是在AI訓練過程中，HBM因其超高帶寬與極低延遲成為不可替代的關鍵部件。

據(jù)Counterpoint數(shù)據(jù)，2024年HBM市場規(guī)模同比增長超過250%，預計將在2025年達到近100億美元。SK海力士在此波浪潮中表現(xiàn)最為亮眼，其2024年HBM營收同比增長超過4.5倍，在第一季度便取得了高達70%的市場份額。Micron緊隨其后，市場份額在30%-35%之間，且其HBM3E產(chǎn)品已獲英偉達H200驗證通過，正在加速放量中。

與此同時，HBM制造對后段工藝設備提出了極高要求，尤其是芯片堆疊環(huán)節(jié)中的熱壓鍵合（TCB）技術，其精度和良率直接決定HBM芯片的封裝質(zhì)量、產(chǎn)能與成本。可以說，TCB設備是決定HBM“能量上限”的核心環(huán)節(jié)。

HBM封裝路徑分化：MR-MUF vs TC-NCF

目前，主流HBM封裝分為兩大路徑：

• TC-NCF（Non-Conductive Film）：三星與美光主要采用該路徑，工藝成熟，適合標準化量產(chǎn)；
• MR-MUF（Molded Reflow with Mold Underfill）：SK海力士主推，強調(diào)高導熱性與堆疊層擴展能力，其熱導率為NCF方案的兩倍以上。

這兩種路徑在核心工藝上雖均依賴TCB設備進行芯粒間高精度壓合，但對設備的參數(shù)設定和兼容性要求存在較大差異。尤其在堆疊層數(shù)從8層上升至12層甚至16層后，壓力控制、熱擴散、良率控制等均成為挑戰(zhàn)。因此，具備高度定制化、穩(wěn)定性強與封裝效率高的TCB機成為爭奪重點。

TCB設備市場爆發(fā)：六強爭霸格局形成

根據(jù)摩根士丹利與韓媒ETNews預測，全球用于HBM封裝的TCB設備市場將從2024年的約4.6億美元，快速增長至2027年的15億美元以上，年均復合增長率超50%。其中，亞洲企業(yè)主導格局已基本確立，形成“六強爭霸”的局面：

• 韓美半導體（Hanmi Semiconductor）：長期為SK海力士供貨，2024年營業(yè)利潤同比增長639%，并獲Micron大單，預計將交付超過50臺設備，單價達30億韓元；
• 韓華SemiTech：韓華集團旗下設備廠商，2024年向SK供貨12臺TCB設備，總金額約4200億韓元，技術力不斷提升；
• SEMES（三星旗下設備廠）：專為三星內(nèi)供，近年來替代Shinkawa設備成功自研新一代TCB機，可支持高層堆疊HBM4；
• ASMPT（新加坡）：其設備已進入SK的HBM3E試產(chǎn)線，尤其在NCF路徑上具備高穩(wěn)定性和較快節(jié)拍效率；
• K&S（Kulicke & Soffa）：也來自新加坡，積極開發(fā)無助焊劑鍵合方案，并與美光展開合作；
• Shinkawa（日本）：TCB設備先驅(qū)之一，曾為三星主要供貨商，現(xiàn)受制于本土半導體設備投資放緩，份額被韓企和新加坡企業(yè)蠶食。

值得注意的是，韓美與韓華之間圍繞SK的供應關系發(fā)生微妙變化。韓美原為SK長期唯一設備商，但在韓華半導體設備性能逐漸追趕后，SK選擇部分導入韓華設備，并以此為由對韓美設備定價提出談判，導致韓美對SK提高報價并將售后服務從免費轉(zhuǎn)為收費，雙方博弈持續(xù)升溫。

HBM3E與HBM4拉升設備技術門檻

隨著HBM3E與HBM4逐步量產(chǎn)，其堆疊層數(shù)提升至12~16層，對TCB設備提出前所未有的挑戰(zhàn)。業(yè)內(nèi)人士指出，要在保證芯粒對準精度（Alignment Accuracy）在±1.5μm以內(nèi)的同時，提高單位時間封裝效率（UPH）超過120 UPH，需在熱控、力控、運動系統(tǒng)方面全面升級。

SK海力士計劃2025年下半年推出HBM4樣品，預計將采用MR-MUF路徑+多芯堆疊方案，并強調(diào)TSV減薄與導熱層集成，這使得其對設備的靈活性和兼容性要求大幅提升。

Micron方面則計劃2025年大幅拉升HBM3E出貨，其部分路徑采用Hybrid Bond + TC壓合，需使用不同類型設備完成2.5D異質(zhì)集成。ASMPT與韓美都在積極參與驗證。

產(chǎn)業(yè)鏈機會：中國設備廠的潛力與挑戰(zhàn)

目前，TCB設備領域仍由日韓、新加坡廠商主導，中國設備廠尚未形成有效突破。盡管部分國產(chǎn)鍵合設備廠已布局Fan-out、2.5D封裝設備，但在HBM高階封裝所需的壓合精度、控溫均勻性、堆疊穩(wěn)定性方面尚有差距。

然而，隨著韓國政府可能對中資HBM訂單采取限供措施，以及HBM逐步國產(chǎn)化趨勢增強，國內(nèi)設備商若能在2025年前完成樣機送樣，將有望獲得替代窗口。目前上海微電子、芯源微、華海清科等企業(yè)正在布局相關領域。

小結(jié)：從內(nèi)存芯片戰(zhàn)到“設備戰(zhàn)爭”

HBM本質(zhì)是AI產(chǎn)業(yè)軍備競賽下的內(nèi)存加速器。隨著技術向HBM3E、HBM4演進，封裝路徑分歧與堆疊復雜度增加，使后段設備成為瓶頸關鍵。

2024年起，HBM不再只是芯片制造商的競賽，更是封裝設備廠的硬碰硬。從TCB技術路徑到產(chǎn)業(yè)博弈，從六強爭霸到國產(chǎn)替代，我們正在見證半導體封裝設備產(chǎn)業(yè)鏈新一輪的“權力更替”。

未來三年，誰能做出更快、更準、更穩(wěn)定的TCB機，誰就能在HBM芯片價值鏈中攫取更多話語權。這場“設備戰(zhàn)爭”，才剛剛開始。