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HBM 供应链解析与国内配套机会

产业观察 · 2026-10-05 · 约 9 分钟

背景与要点

AI 算力竞赛的本质是带宽竞赛,而 HBM(高带宽存储)正是当前带宽瓶颈的核心解法。一颗主流 AI 加速卡上,HBM 的成本占比已超过计算 die 本身,成为整卡 BOM 中最贵的单一器件。这条链条长什么样?国内厂商能从哪里切进去?作为衬底与工艺供应商,我们把产业链拆开看。

HBM 三维堆叠与先进封装洁净室环境

HBM 是「立着造」的存储器,TSV、减薄与键合构成三大工艺难点

核心结论先给出:HBM 不是单颗芯片,而是一个垂直堆叠体系,其制造三大难点是打穿硅片的 TSV、把晶圆磨到纸一样薄的减薄、以及把多层 die 对准堆起来的键合。围绕这三点,国内厂商在试验衬底、减薄键合代工与载体材料三个环节存在现实机会。

SCENARIOS

应用场景

HBM 产业链上的主要需求侧与配套方向。

AI 训练与推理加速卡

HBM 与 GPU 并排装在转接板上构成 2.5D 系统,带宽直接决定训练与推理效率。

HBM3E / HBM4 演进

堆叠层数与单堆栈带宽持续提升,HBM4 目标约 1.6 TB/s,对配套工艺提出更严要求。

TSV 工艺开发配套

国内存储厂、OSAT 与设备商的 HBM 工艺开发需要大量 TSV 工艺片与刻蚀代工。

减薄与临时键合代工

超薄晶圆减薄(含 Taiko 环)与临时键合/解键合是可独立外包的工艺模块。

载体与封装衬底

临时键合载体晶圆、硅转接板衬底与再生测试片构成持续性耗材需求。

堆叠互连验证

微凸块 / UBM 加工与键合测试片,用于层间互连与对准验证。

技术要点

HBM 的结构:一颗「立着造」的存储器

HBM 不是单颗芯片,而是一个垂直堆叠体系,以 HBM3E 为例:

  • 核心 die 堆叠:8 层或 12 层 DRAM die,每层减薄至 30–50μm,层间以微凸块(micro-bump)或混合键合互连;
  • TSV 硅通孔:每层 die 上数千个直径 5–10μm 的 TSV,垂直导通全部层,这是带宽的来源——1024 位宽接口;
  • 逻辑底座(Base Die):最底层是一片逻辑 die,负责与外部 SoC 通信,HBM4 起由代工厂以先进逻辑工艺制造;
  • 封装互连:整颗 HBM 通过微凸块倒装在硅转接板(interposer)上,与 GPU die 并排,构成 2.5D 系统。

这个结构决定了 HBM 制造的三大难点,详细工艺解析见我们的 HBM / 3D 堆叠专题页。

晶圆减薄、TSV 与键合工艺

TSV 成孔、晶圆减薄与堆叠键合,是 HBM 制造的三大核心工序

TSV、减薄与键合三大核心工序

打穿硅片的 TSV、把晶圆磨到纸一样薄的减薄、以及把多层 die 对准堆起来的键合,是 HBM 制造中最难也最关键的三大工序。

供需格局:寡头垄断下的产能饥渴

HBM 市场高度集中,而需求端被 AI 训练与推理双向拉动,缺口持续存在:

国内厂商能切进去的三个环节

完整替代 DRAM 制造短期不现实,但围绕 HBM 的配套生态,国内有三类现实的切入点:

  1. 工艺研发与试产配套:国内存储厂、OSAT 与设备商的 HBM 工艺开发需要大量试验衬底——TSV 工艺片、键合测试片、减薄验证片,用量大、交期急、规格杂,是现货衬底商的直接机会;
  2. 减薄与临时键合代工:超薄晶圆减薄(含 Taiko 环保边结构)、临时键合/解键合是可以独立外包的工艺模块,国内封测厂扩产时普遍外采这部分产能;
  3. 载体与封装衬底:临时键合载体晶圆(硅/玻璃)、硅转接板衬底、再生测试片构成持续性耗材需求,随产能爬坡线性增长。

HBM 国产化是一场长跑,但每一轮工艺迭代都要消耗大量衬底与验证片。把您的试产规格发给 我们的工程师,24 小时内给出含税报价与交期。

SPECIFICATIONS

参数规格

供需格局、我们可配套的产品与工艺、以及 HBM4 的关键指标目标。

环节主要玩家格局特征国内现状
DRAM 晶圆制造SK 海力士 / 三星 / 美光三家垄断,份额超 95%长鑫等推进中,代际差距约 2–3 代
TSV 与晶圆级工艺存储厂自有产线与 DRAM 深度绑定,不外包中试线在建,良率爬坡阶段
减薄 / 键合 / 堆叠存储厂 + 减薄 / 键合设备商设备与 know-how 双壁垒国产减薄机、键合机进入验证
2.5D 封装集成台积电 CoWoS 为主产能被头部 AI 芯片厂锁定国内 OSAT 积极扩产 2.5D 线
衬底与材料日德硅片厂、载板厂高规格衬底供不应求国产衬底与工艺配套的机会窗口
需求场景我们供应的产品 / 工艺关键指标
TSV 工艺开发8/12 英寸 TSV 试验硅片、深硅刻蚀(DRIE)代工孔径 5–50μm,深宽比最高 20:1
超薄 die 制造晶圆减薄 / Taiko 工艺可减薄至 50μm,TTV ≤ 3μm
超薄片拿持硅 / 玻璃临时键合载体、临时键合与解键合键合空洞率 < 1%,低温解键合
堆叠互连验证微凸块 / UBM 加工、键合测试片凸块 pitch 最小 40μm
产线耗材Dummy 挡片、再生片、颗粒监控片成本为正片的 20–40%,48h 发货
指标典型值 / HBM4 目标
堆叠层数HBM3E 8–12 层;HBM4 可达 16 层以上
单堆栈带宽HBM4 目标约 1.6 TB/s
TSV 直径约 5μm(深约 50μm,深宽比约 10:1)
微凸块间距10–40μm
单层减薄厚度< 50μm
键合方式热压键合(TCB)或铜-铜混合键合
EQUIPMENT

涉及设备与工艺

HBM 3D 集成的关键工艺步骤,以及对应的设备与工艺类别。

步骤作用关键控制点
TSV 成孔与填充打通每层 die 的垂直互连深硅刻蚀形貌、侧壁钝化、铜填充无空洞
晶圆减薄把每层降到 < 50μm 以控制堆高TTV、边缘崩边、翘曲控制(Taiko 结构)
微凸块 / UBM层间与转接板互连凸块间距、共面性与 UBM 附着力
键合与堆叠把多层 die 对准并连接对准精度、空洞率、热预算
2.5D 集成HBM 与 GPU 并排装到转接板上转接板平整度、翘曲与热膨胀匹配
设备 / 工艺类别典型配置用途
深硅刻蚀设备DRIE 深反应离子刻蚀机TSV 成孔
减薄设备精密背磨机 + 应力释放抛光超薄片减薄与 Taiko 结构
临时键合设备临时键合 / 解键合机超薄片拿持
凸块 / 电镀设备PVD 种子层 + 电镀线微凸块与 UBM 成形
键合设备热压键合(TCB)、混合键合机层间堆叠互连
检测设备X-Ray / CT、AOI、SEM空洞率与互连质量验证
CASE STUDY

实际案例

以下案例均已匿名化处理,仅保留合作模式与可分享的结果。

试产配套 · 存储

某存储工艺团队:TSV 试验片与减薄验证片供应

客户 HBM 工艺开发需要规格杂、交期急的 TSV 工艺片与减薄验证片,我们按需现货与快速定制供应,随批附检测数据。

结果:多批试产按节点交付,未因衬底到料延误工艺迭代。

工艺外包 · 减薄键合

某封测厂:超薄片减薄与临时键合代工

客户扩产期间将超薄晶圆减薄与临时键合/解键合工序外包,重点控制 TTV、边缘崩边与键合空洞率。

结果:关键批次良率稳定在约定指标之上,产能弹性得到补充。

结论

完整替代 DRAM 制造短期不现实,但 HBM 的配套生态给了国内厂商现实切口:试产所需的试验衬底、可独立外包的减薄与临时键合工序,以及随产能线性增长的载体与封装衬底。这些环节共同的特点是——用量大、规格杂、交期急,正好适合现货与快速定制供应。把您的试产规格发来,24 小时内即可拿到含税报价与交期。

延伸阅读:CoWoS 转接板选型:硅 vs 玻璃 vs 有机 | HBM / 3D 堆叠专题页

FAQ

常见问题

国内厂商短期内能切入 HBM 制造吗?
完整替代 DRAM 制造短期不现实,但围绕 HBM 的工艺配套(试验衬底、减薄键合代工、载体与封装衬底)存在现实机会,适合先从耗材与工艺验证切入。
超薄晶圆(<50μm)怎么拿持?
通常借助临时键合:先把超薄片键合到硅或玻璃载体上再搬运与加工,完成后再解键合。载体晶圆与临时键合 / 解键合本身也是可外包的工艺模块。
HBM 试产需要哪些衬底?
常见的有 TSV 工艺试验硅片、减薄验证片、键合测试片、Dummy 挡片、再生片与临时键合载体晶圆,用量大、规格杂、交期急,适合现货与快速定制供应。
HBM 的三维堆叠靠什么工艺实现?
靠 TSV、减薄与键合三大工序:TSV 打通每层 die 的垂直互连,减薄把每层降到 50μm 以下控制堆高,键合再把多层 die 对准堆叠连接。
HBM 里每层 die 要减到多薄?
以 HBM3E 为例,每层 DRAM die 需减薄至 30–50μm,超薄片通常借助临时键合到载体上再搬运与加工,完成后解键合。
HBM 的带宽是从哪来的?
带宽来自垂直互连:每层 die 上分布数千个直径约 5–10μm 的 TSV,垂直导通全部堆叠层,构成 1024 位宽接口,这就是高带宽的来源。
HBM 用的 TSV 和普通 TSV 有区别吗?
工艺原理相同,但对孔径、密度与填充质量要求更严。我们可提供 8/12 英寸 TSV 试验硅片与深硅刻蚀代工,孔径 5–50μm,深宽比最高 20:1。
减薄后的超薄片怎么保证不破?
关键是控制 TTV、边缘崩边与翘曲,常用 Taiko 环结构保留边缘支撑;我们可将晶圆减薄至 50μm,TTV 控制在 ≤3μm。
HBM 试产为什么需要那么多 Dummy 片?
设备暖机、工艺调试与颗粒监控会消耗大量片子,Dummy 挡片与再生片成本仅为正片的 20–40%,是控制试产耗材成本的关键。
HBM 未来往哪个方向演进?
堆叠层数与带宽持续提升,HBM3E 为 8–12 层,HBM4 可达 16 层以上、单堆栈带宽目标约 1.6 TB/s,对配套工艺提出更严要求。

需要 HBM 配套衬底或减薄键合工艺?

工程师 24h 响应,支持小批量试产到量产框架供应。

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