文 | 半導體産業縱橫
據悉，美國商務部 BIS 将于本周四（11 月 28 日）" 感恩節假期前 " 公布限制中國科技發展的新出口管制措施，預計将有約 200 家中國芯片公司納入貿易限制名單，無法獲取美國公司的産品。
截至發文，未有出口管制措施發布。
緊接着，另一套限制高帶寬存儲 ( HBM ) 出口到中國的規定，也預計在 12 月間對外公布。該規定是更廣泛限制中國人工智能 ( AI ) 産業發展的一環。
AI 的火熱，帶動 HBM 大紅大紫的同時，也将其推到風口浪尖上。
HBM，站在風口浪尖上
在 AI 快速發展的進程中，AI 芯片對數據處理速度和帶寬要求極高。
HBM 通過創新的堆疊式設計，将多個 DRAM 芯片垂直堆疊并與 GPU 等緊密連接。這種結構極大地縮短了數據傳輸路徑，顯著提升了數據傳輸速率，能高效滿足 AI 芯片在大規模數據運算時對内存帶寬的迫切需求。也正因此，HBM 成爲 AI 芯片實現高性能運算不可或缺的關鍵組成部分。
早在今年 8 月就有消息稱，美國考慮出台對華半導體限制新規，美國商務部 BIS 欲将 HBM2、HBM3 和 HBM3E 在内的更先進的 HBM 芯片，以及制造這些芯片所需的設備納入出口管制範圍。
自 2022 年 10 月起，美國頻繁推出限制舉措，企圖截斷中國獲取國外先進 AI 芯片的途徑，同時遏制中國内部制造先進 AI 芯片的能力。HBM 作爲高性能 AI 芯片不可或缺的關鍵部件，自然也被列入其限制範疇之内。
近日，外交部發言人毛甯在答記者問時表示，中方一貫堅決反對美方泛化國家安全概念，濫用出口管制措施，對中國進行惡意的封鎖和打壓，這種行爲嚴重違反市場經濟規律和公平競争原則，破壞國際經貿秩序，擾亂全球産供鏈的穩定，最終損害的是所有國家的利益。中方将采取堅決措施，堅定維護中國企業的正當合法權益。
被中傷的，有兩大存儲龍頭
目前，全球 HBM 市場競争格局高度集中，SK 海力士、三星與美光三家企業占據了主導地位。而談及爲何被卷入風波且受影響較大的主要有兩家存儲行業的領軍者，筆者則有必要爲諸位回溯一番過往曆史。
在此之前，先來關注一下受到影響較大的這兩家存儲龍頭— SK 海力士與三星。
SK 海力士，卷入風暴
10 月，SK 海力士發布了截至 2024 年 9 月 30 日的 2024 财年第三季度财務報告。财報顯示，得益于 HBM 的強勁需求，這家公司第三季度利潤和營收均創曆史新高。
SK 海力士表示：" 面向 AI 的存儲器需求以數據中心客戶爲主持續表現強勢，公司順應這一趨勢擴大 HBM、eSSD（企業級固态硬盤）等高附加值産品的銷售，取得公司成立以來最大規模的季度收入。尤其是 HBM 銷售額大幅增長，實現環比增長 70% 以上、同比增長 330% 以上。"
SK 海力士雖未對外公布其 HBM 業務的關鍵收入來源，然而可以明确的是，前期 SK 海力士憑借其卓越的生産力和技術積澱，成功綁定了如英特爾、AMD 等科技巨頭的 HBM 需求。而這些廠商所展現出的 HBM 需求規模頗爲龐大，或許構成了 SK 海力士 HBM 營收的關鍵支柱。
然而，SK 海力士的 HBM 營收來源亦涵蓋了中國大陸市場的份額，雖其占比相對不明，但同樣在整體營收格局中有着不可忽視的意義與影響。
随着美國對華出口管制持續加碼，中國發展 AI 所需的存儲芯片便開始更多的轉向了三星、SK 海力士這兩大韓國廠商。特别是在擔憂美國将限制 AI 所需的 HBM 芯片對華出口的背景之下，中國廠商開始囤積 HBM 産品。這也進一步推動了三星及 SK 海力士在中國營收的增長。
今年上半年，SK 海力士在各地區的銷售總額中，中國和美國的銷售占比分别高達 29.8% 和 55.4%，合計占其總銷售額的 85.2%。其中，來自中國的銷售額達到了 8.6061 萬億韓元（約合 64.3 億美元），是去年同期的 3.88 萬億韓元的兩倍多；在美國的銷售額達到了 15.9787 萬億韓元（約合 119.4 億美元），是去年同期 5.47 萬億韓元的近三倍。
這一增長得益于多種因素，包括内存芯片價格的上漲以及對高性能存儲産品如 HBM3E 以及企業級 SSD 的強勁需求。
如果實施 HBM 禁令，SK 海力士在中國市場的業務拓展會受到阻礙，損失一部分潛在的營收增長機會。
與此同時，或許另一家 HBM 龍頭——三星，面臨的挑戰要更大。
三星，或受重創
首先，如前文所述，SK 海力士将大量精力投注于國際廠商的 HBM 訂單應對之中，如此一來，其源自中國大陸的收入占比相對有限。
其次，在存儲領域三大巨頭之中，除 SK 海力士與三星外的那一家巨頭因特定緣由（後續會詳細闡述）未能在中國市場開展銷售業務。
這般情形之下，便造就了三星占據中國大陸絕大部分 HBM 市場的局面。
一旦相關禁令正式施行，三星于中國大陸的 HBM 業務必将深陷前所未有的艱難困境。不能在中國市場售賣 HBM 産品，這不僅會緻使三星的業績表現大打折扣，還容易使其在國産化進程一系列連鎖反應的沖擊下，丢失這一市場。
财報顯示，2024 年上半年，三星電子在中國市場銷售額翻倍，達到 32.3 萬億韓元，相比去年同期的 17.8 萬億韓元提升了約 181%。這讓中國市場占三星整體營收比重從 21.74% 擴大至 30.81%。
美光，影響最小
上文提到，因特定緣由未能在中國市場開展 HBM 銷售業務的這一公司，便是美光。
美光受到的影響與另外兩家相比或是最小的。然而，從全球市場角度看，如果三星和 SK 海力士在中國市場受限，可能會引發全球存儲市場格局變化，屆時因爲三星和 SK 海力士的精力可能會更多地轉向其他市場，進而間接影響美光的全球營收。
三星、SK 海力士等韓國企業可能會因爲依賴于美國 EDA 廠商 Synopsys、Cadence 的設計軟件，以及美國半導體設備大廠應用材料的半導體設備，因而受到新規限制。
此前有報道稱，對于美國可能對 HBM 芯片銷售實施新的出口限制，韓國産業通商資源部通商交涉本部長鄭仁教稱，韓國政府預計将就此事與美國進行談判。
鄭仁教表示，" 當三家（生産 HBM 芯片的）企業中有兩家是韓國企業時，（出口限制）就會對我們産生很大影響，在（美國）沒有發布任何官方聲明的情況下，我無法發表評論 "。他同時稱，美方将與韓方合作，解決韓國企業的擔憂。
制造 HBM，有兩大難點
HBM 生産的核心難點之一在于晶圓級先進封裝技術，主要包括TSV、micro bumping 和堆疊鍵合。
HBM 首先使用 TSV 技術、micro bumping 技術在晶圓層面上完成通孔和凸點，再通過 TC-NCF、MR-MUF、Hybrid Bonding 工藝完成堆疊鍵合，然後連接至 logic die，封測公司采用 cowos 工藝将 HBM、SoC 通過 interposer 矽中介層形成互通，最終連接至基闆。
其中，HBM 制造中 TSV 成本占比最高，直接決定良率。TSV 相較于傳統互連方式更有優勢。傳統方式是采取金屬布線和引線鍵合技術相結合的方式實現互連封裝，其信号傳輸距離長，信号損耗大，降低了通道和電路的可靠性。同時，平面層内互連布線複雜，容易導緻信号和某些器件之間相互幹擾。
此外，平面布線也占用了芯片一定的使用面積。相較于傳統方式，TSV 采用垂直互聯方式，其優勢在于進一步提高了芯片的集成度，避免了空間的閑置和浪費，從而提高了芯片的堆疊密度。同時，由于是垂直空間互連，信号的傳輸效率和可靠性大大提高。矽通孔的應用使芯片的集成化、小型化和低功耗成爲可能。
HBM 主要采用 micro bumping 工藝制備微凸點。晶圓微凸點是先進封裝中的關鍵基礎技術之一。其主要作用是電信号互連及機械支撐，目前絕大部分先進封裝均需要用到晶圓微凸點技術，而凸點的制備則是微凸點技術最爲關鍵的環節。HBM 采用電鍍法制備微凸點。凸點制備方法有蒸發濺射法、電鍍法、化學鍍法、機械打球法、焊膏印刷法和植球法等。目前 HBM 的 DRAM 芯片之間主要通過 micro bump（微凸點）互聯，micro bump 是電鍍形成的銅柱凸點。
DRAM 生産能力也是一項關鍵制約因素。目前國内部分企業雖有一定的 DRAM 和先進封裝技術基礎，但掌握的 DRAM 工藝制程明顯落後于國際水平，且在 DRAM 上應用 TSV、micro-bumping 和堆疊鍵合等先進封裝工藝的經驗仍有較大差距。
國産廠商，提速追趕
HBM 作爲當前 AI 領域首選的高帶寬内存技術，2023 年其市場規模翻倍增長，達到約 44 億美元。根據 Digitimes 公布的數據，中國 HBM 的需求約占全球整體需求的 7%，據此測算，2023 年中國 HBM 市場規模約 3.1 億美元，前瞻産業研究院預測到 2029 年中國 HBM 行業市場規模将達到 12 億美元。
随着國産化進程的推進，國内對自主可控的 HBM 需求也在擴大。今年 6 月，中國台灣電子時報援引業内人士消息稱，IC 設備和材料供應商已經看到中國企業對 HBM 等産品的需求強勁。
目前來看，打入 HBM 産業鏈的中國大陸企業中，有材料公司、封測公司、設備廠，也有代理商。
材料方面，飛凱材料表示，環氧塑封料是 HBM 存儲芯片制造技術所需要的材料之一，MUF 材料按性狀和工藝分不同品種，目前公司 MUF 材料産品包括液體封裝材料 LMC 及 GMC 顆粒封裝料，液體封裝材料 LMC 已經量産并形成少量銷售，顆粒填充封裝料 GMC 尚處于研發送樣階段。
興森科技表示，公司的 FCBGA 封裝基闆可用于 HBM 存儲的封裝，但目前尚未進入海外 HBM 龍頭産業鏈。
封測方面，長電科技、通富微電和盛合晶微等封裝廠商已經擁有支持 HBM 生産的技術（如 TSV 矽通孔）。長電科技在投資者互動中表示，其 XDFOI 高密度扇出封裝解決方案也同樣适用于 HBM 的 Chip to Wafer 和 Chip to Chip TSV 堆疊應用；通富微電此前表示，南通通富工廠先進封裝生産線建成後，公司将成爲國内最先進的 2.5D/3D 先進封裝研發及量産基地，實現國内在 HBM 高性能封裝技術領域的突破。
雖然國内已具備 TSV、bumping 和堆疊等 HBM 中使用到的先進封裝工藝，但仍需積累生産經驗以實現商業化量産。
在其餘供應鏈上，芯片設計企業國芯科技則表示已與合作夥伴一起正在基于先進工藝開展流片驗證相關 chiplet 芯片高性能互聯 IP 技術工作，和上下遊合作廠家積極開展包括 HBM 技術在内的高端芯片封裝合作。
紫光國微表示，公司 HBM 産品爲公司特種集成電路産品，目前還在研發階段。
在此背景之下，國産存儲廠商也正全力以赴投身于技術儲備與突破進程。
總的來說，HBM 禁令對于中國來說既是挑戰也是機遇。中國将不得不面對供應鏈中斷、技術挑戰等短期影響，但同時也将加速自主研發進程、推動産業鏈自主化以及促進全球半導體産業格局的變化。通過采取有效的應對策略，中國有望在全球半導體市場中占據更加重要的位置。
