袋鼠金融導讀│台灣HBM概念股的熱潮來了!您聽過HBM嗎?HBM(高頻寬記憶體)被視為AI、高效能運算等領域的關鍵技術,將帶動相關產業快速發展。在台灣,不少公司積極投入HBM的研發與生產,包含HBM設備、封裝、測試、設計及製造等領域。袋鼠將帶您深入探討HBM是什麼、與DRAM的不同、台灣HBM概念股,以及其應用領域和挑戰,協助投資人掌握先機,搭上這班高速運算的特快車!若想了解其他產業趨勢如無人駕駛或再生醫療,也歡迎點選相關文章哦!
目錄
一、HBM是什麼?
HBM定義:什麼是高頻寬記憶體?
HBM(High Bandwidth Memory)是一種新興的高速記憶體介面技術,專為高效能運算設計,如GPU加速器、AI加速器、網路設備和超級電腦等。它透過先進的3D堆疊封裝技術,將多達8個DRAM晶粒垂直堆疊並以矽穿孔電路(TSV)互連,大幅提升記憶體頻寬,同時降低功耗和體積空間。
DRAM (Dynamic Random Access Memory)是目前主流的電腦主機和系統記憶體。它基於電容充放電的原理來存取數據,採用行列式存取邏輯設計。DRAM具有中等的存取頻寬(最高約50GB/s)和一般的存取延遲性能。
由於價格便宜並能滿足大多數應用的記憶體需求,DRAM一直是主流的記憶體解決方案,被廣泛應用於個人電腦、伺服器、行動裝置等眾多系統中作為主機記憶體。
HBM 能提供比傳統記憶體更高的數據傳輸頻寬,滿足這些應用對高速存取和傳輸大量數據的需求。它採用3D堆疊封裝技術,將多個DRAM晶片堆疊在一起,大幅提高記憶體容量和頻寬,同時降低功耗和體積。
HBM vs DRAM:技術原理及效能比較
HBM 和傳統 DRAM都是動態隨機存取記憶體,但兩者在設計和應用上有明顯區別。
DRAM一般用於主機記憶體,而HBM則專門為高性能運算應用量身訂製。
HBM的數據傳輸頻寬是DRAM的數倍,能夠高效地為GPU、AI加速器等提供海量數據。不過,由於成本較高,HBM主要應用於高端設備。DRAM 和HBM 在不同領域發揮不同作用,兩者沒有直接替代關係,而是相輔相成滿足不同應用需求。
HBM | DRAM | |
---|---|---|
技術原理 | 3D堆疊封裝 | 傳統平面晶片設計 |
存取組織 | 寬行寫組織 | 行列式存取 |
頻寬 | 極高 (最高1TB/s) | 中等 (最高約50GB/s) |
存取延遲 | 較低 | 一般 |
並行處理能力 | 高度並行 | 較低並行 |
體積/功耗 | 較小 | 較大 |
成本 | 較高 | 較低 |
典型應用 | 高端GPU/AI加速器 | 主機/系統記憶體 |
二、HBM如何應用?
HBM的應用一: AI伺服器
AI伺服器需要處理海量數據和複雜的模型參數,對高速大容量記憶體的需求與日俱增。HBM正是滿足這一需求的關鍵技術,他能提供比傳統DRAM高出數倍的記憶體頻寬,實現極高的數據傳輸速率。
隨著ChatGPT、DALL-E等生成式AI應用的興起,大型雲端服務商如Microsoft、Google、AWS等紛紛加大AI投資,推升了對AI伺服器和高頻寬記憶體HBM的需求。據預測,2023年AI伺服器出貨量將增長逾38%。
- 高效能運算 HPC
在AI、科學計算等高效能運算領域,HBM的超高並行能力和記憶體頻寬可以大幅提升系統整體運算效能。傳統的記憶體瓶頸一直制約著HPC系統的發展,而HBM通過突破性的3D堆疊技術徹底解決了這一難題。未來,HBM將成為超級計算機、AI加速器等高端HPC設備的首選記憶體解決方案,推動科技計算向前邁進。
HBM的應用二:自駕車市場
自駕車和先進駕駛輔助系統(ADAS)對高效能運算和大量環境數據處理有著極高的要求。這正是HBM所擅長的領域。
HBM能夠實時快速處理來自傳感器的大量影像、雷達等數據,及時做出反應。隨著自動駕駛技術的不斷進步,汽車製造商紛紛將HBM技術納入系統設計當中。據預測,自駕車和ADAS市場的興起將大幅拉動HBM的需求。無人駕駛汽車對超高速記憶體的渴望,將成為HBM在汽車領域廣泛應用的主要驅動力。
HBM的應用三: 高速網路設備
5G和未來6G網路需要處理比以往多數倍的數據流量,對記憶體頻寬和存取延遲的要求也將越來越高。HBM作為高頻寬記憶體,能夠大幅提升網路設備的數據吞吐能力,有效緩解網路壅塞問題。
此外,HBM的低功耗特性也使其很適合應用於基站等高密度部署的網路設備中,提升整體能效。隨著5G/6G網路的逐步覆蓋,通信設備對HBM的需求可以被期待!
三、台灣HBM概念股介紹
台灣HBM概念股一:志聖(2467)
提供HBM封裝載板製程設備
志聖是國內知名的PCB暨半導體設備商,在高頻寬記憶體(HBM) 產業鏈中扮演重要角色。
志聖主攻2.5D/3D先進封裝設備製造,為HBM生產過程中不可或缺的自動化烘烤設備供應商。公司計劃在未來五年內將研發團隊人數和投入雙雙翻倍,特別著力於IC載板、先進封裝和HBM等先進技術,以鞏固市場競爭優勢。
隨著AI基礎建設資本支出預期持續熱絡,志聖訂單能見度高達3-5年。公司已獲選入MSCI中小型成長指數,反映了其卓越的營運實力和長期增長潛力。未來志聖將秉持ESG永續理念,加強與G2C+聯盟技術合作,在HBM等新興記憶體領域共同開創新局。
台灣HBM概念股二:力成(6239)
提供HBM測試及封裝服務
力成是國內知名的記憶體封測龍頭廠商,正全力搶進熱門的HBM市場。力成宣布今年將大幅增加至150億元的資本支出,主要用於擴產HBM封測和先進封裝產能。公司已購入晶圓級CMP設備,結合原有的HBM堆疊技術,成為少數能提供HBM封裝服務的廠商,目前已有2-3個日系客戶洽談相關訂單,市場也看好HBM將成為力成未來營運重要增長動能!
台灣HBM概念股三:至上(8112)
代理銷售HBM相關產品
至上是三星在台灣地區的主要代理商,產品包括DRAM、快閃記憶體等。其中,高頻寬記憶體(HBM)是至上當前的一大亮點;記憶體漲價效應將帶動至上營收和獲利能力大幅提升。
除了在AI伺服器等新興應用領域深耕,至上傳統的手機記憶體業務也將隨著品牌廠商拓展新興市場而受惠。同時公司積極佈局電動車領域,記憶體應用前景廣闊。憑藉優質產品線及高度多元化的應用領域,至上已具備在記憶體市場回暖期脫穎而出的綜合實力哦!
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台灣HBM概念股四:創意(3443)
參與設計HBM相關晶片
創意是國內知名的ASIC設計服務商,深耕次世代高頻寬記憶體HBM的IP技術,有望成為公司新的營收和利潤增長驅動力。創意已率先完成領先業界的HBM4 IP開發,同時公司的HBM3和HBM3E IP也完成矽驗證,預計今年將有5奈米AI客戶採用這些HBM記憶體進入量產。
除HBM外,創意在光通訊晶片、2.5D CoWoS封裝等熱門領域也有不錯的部署,多個相關產品已進入量產階段。面對激烈競爭,創意不斷推出創新的IP技術吸引客戶,並利用提供客製化服務,與客戶建立緊密合作關係。
台灣HBM概念股五:愛普(6531)
提供HBM基板
愛普是國內知名的記憶體IC設計公司,為HBM供應鏈中重要一環。主力產品包括Pseudo SRAM、低功耗DRAM等。近年來,愛普積極切入下一代高頻寬記憶體VHM的開發,訴求頻寬及功耗表現可超越現有HBM技術。
VHM採用3D堆疊架構設計,將DRAM及邏輯晶元垂直堆疊並整合,相較2.5D封裝的HBM,可進一步提升頻寬密度及降低功耗。不過,3D DRAM的介面與邏輯晶元需100%契合,對製程技術要求極高,是VHM開發的重大挑戰。憑藉創新的記憶體技術,愛普已做好搶進AI新藍海的部署,令人期待。
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四、HBM的挑戰
HBM 作為新一代記憶體技術有許多優勢,然而,HBM技術的實現並非一蹴可幾,其在厚度控制、散熱問題和晶圓堆疊精度方面都面臨著巨大的挑戰。
HBM挑戰一:厚度問題
HBM 的厚度極薄,僅為一根人類頭髮的一半。要將多層 DRAM 晶片堆疊在一起,每層晶片的厚度都需要精確控制,這需要高度精細的研磨工藝。
隨著堆疊層數增加,DRAM 必須製作得更薄,對製造商的製程能力提出了更高的要求。因此,厚度控制成為 HBM 製造首要的技術挑戰,需要更先進的 DRAM 製程才能實現。
HBM挑戰二:散熱問題
HBM 將記憶體和處理器 (CPU/GPU) 集成在單一晶片中,大幅縮短了兩者距離,提升了傳輸效率。但高度緊湊的布局也加劇了散熱問題。
由於空間限制,HBM 晶片無法像傳統設計那樣靈活導熱,這使得有效散熱成為另一項重大技術挑戰。如何解決 HBM 晶片的散熱問題,是 HBM 技術能否成功應用的關鍵。
HBM挑戰三:晶圓堆疊精準度
製造 HBM 晶粒需要將多個 DRAM 晶圓精確堆疊並切割。為使封裝結構更薄,製造商採用矽穿孔技術,在矽晶圓上開孔,並填充金屬物質以導電,取代傳統的線路連接。但這一技術對晶圓對準精度有極高要求,任何微小偏移都可能導致斷路。此外,矽穿孔尺寸僅略大於細菌,切割時更需精密控制以免損壞,這對製造設備和技術提出了極大的挑戰。
五、結語 Q&A
Q1. 什麼是 HBM?與傳統 DRAM 相比有什麼優勢?
HBM是一種專為高性能運算設計的新型記憶體架構。與傳統 DRAM 相比,HBM 採用了 3D 堆疊技術,將多個 DRAM 晶片垂直堆疊在一起,並透過高速矽穿孔 (TSV) 技術進行互連。
這種設計大幅提升了記憶體頻寬,同時降低了功耗和體積,使其成為 AI、高效能運算等對數據傳輸速度和容量有極高要求的領域的理想選擇。
Q2. HBM 的主要應用領域有哪些?未來發展趨勢為何?
HBM 的主要應用領域包括:
AI 伺服器: 處理海量數據和複雜模型,需要極高的記憶體頻寬。
高效能運算 (HPC):滿足超級電腦、科學計算等對運算速度的極致追求。
自駕車:實時處理大量感測器數據,實現快速決策和安全駕駛。
高速網路設備:應對 5G/6G 網路數據流量的爆炸式增長。
隨著 AI、大數據、物聯網等技術的發展,對 HBM 的需求將持續增長,預計將在更多領域得到廣泛應用。
Q3. 台灣有哪些 HBM 概念股?它們在產業鏈中扮演什麼角色?
台灣擁有完整的半導體產業鏈,在 HBM 領域也佔有一席之地。
以下是幾個主要的 HBM 概念股:
志聖 (2467):提供 HBM 封裝所需的關鍵設備。
力成 (6239):提供 HBM 測試和封裝服務。
創意 (3443):參與設計 HBM 相關晶片。
至上 (8112):代理銷售 HBM 相關產品。
愛普 (6531):提供 HBM 基板等關鍵零組件。
Q4. HBM 技術面臨哪些挑戰?
厚度控制:HBM 晶片堆疊層數增加,對晶圓厚度控制的要求也更高
散熱問題:高度集成的設計使得散熱問題更加突出
晶圓堆疊精度:晶圓堆疊需要極高的精度,任何微小的偏差都可能導致產品失效