万绿丛中一奇红
26-08-18 07:36 微博认证:娱乐博主

#存储芯片巨头铠侠开盘大涨#暴涨超十倍!HBM封装隐藏刚需材料,国内仅此一家实现量产
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AI算力浪潮席卷整个半导体行业,绝大多数普通投资者的目光,都聚焦在HBM存储芯片本身,盯着存储大厂的产能释放,盯着芯片价格一路走高。很少有人愿意沉下心看向产业链最上游,那些藏在芯片堆叠背后,不起眼却决定良率的封装材料。正是这些看不见的粉体原料,正在上演一轮超乎想象的价格行情,部分高端型号价格相比几年前最高涨幅超过十倍,全球供给紧张,海外厂商产能拉不开,国内仅有一家企业完成稳定批量生产,成为整个产业链当中不可忽视的一环。
很多人会有疑惑,HBM芯片供不应求,涨价的应该是存储颗粒,为什么封装用的粉体材料也会出现如此夸张的涨价幅度。我们平时接触到的普通存储芯片,层数少,封装工艺难度偏低,对配套填充材料的各项指标要求相对宽松。HBM完全是另一套逻辑,它依靠多层芯片垂直堆叠实现超高带宽,现在主流产品已经做到12层、16层堆叠,下一代产品堆叠层数还会继续往上走。多层芯片紧紧叠在一起,芯片缝隙极其微小,工作的时候持续高温运行,普通封装材料根本扛不住这样严苛的工况。
Low‑α球形硅微粉,读起来比较拗口,简单来讲它就是一种经过特殊提纯、球形化处理的二氧化硅粉体,是HBM专用塑封料里面占比最高的填充物料,重量占比能够达到八成左右。不要小看这一堆粉末,HBM芯片能不能稳定工作,很大程度要看这款粉体的性能能不能达标。
普通硅微粉到处都可以生产,但是HBM场景使用的版本,门槛直接拉到行业天花板。第一点对纯度的硬性要求,需要做到接近六个九的纯度,里面各类金属杂质要压到极低水平,一点点杂质残留,都会在高温工作环境之下引发漏电,直接造成芯片报废。第二点是球形度,颗粒要尽量做成圆润球体,不能出现棱角尖锐的碎屑,圆润颗粒混合到封装树脂内部,流动性更好,才能够填满多层堆叠芯片之间微米级的细小缝隙,避免出现空洞,一旦内部出现空洞,芯片受热之后就会发生翘曲,直接降低产品良率。
最关键的一道关卡,在于低α射线指标。矿石原料内部会带有极其微量的放射性元素,衰变释放出α粒子。这种粒子肉眼完全看不见,但是打到存储芯片的存储单元,就会造成数据错乱,行业把这种现象叫做软错误。服务器芯片运行过程当中,数据出错是不能接受的,尤其是AI服务器,每时每刻都在处理海量训练数据,一次软错误就可能造成整套运算全部作废。所以HBM封装使用的硅微粉,必须把α射线强度压制到极低数值,这也就是Low‑α规格的由来。
想要同时实现超高纯度、高球形度、极低α射线,整套生产工艺链条很长。矿石筛选提纯、高温熔融球化、多级精细分选、反复除杂,每一步都不能出错。不是简单把矿石磨成粉末就可以交差,从原材料到合格成品,中间要跨过大量工艺难关。海外老牌企业积累数十年的专利和工艺经验,早期全球高端市场几乎被日本企业牢牢把控,海外厂商手握成熟工艺,同时掌握大量核心专利,其他企业想要切入,门槛极高。
过去国内也有不少粉体企业做普通电子级硅微粉,产品可以供给普通消费电子芯片封装,但是想要摸到HBM需要的Low‑α高端版本,大部分企业只能停留在实验室样品,小批量送样测试,很难实现长期稳定量产。样品做出来不难,难的是每一批次的各项指标保持高度一致,大批量持续供货,下游存储大厂的认证周期普遍长达三到五年,认证环节就要耗费大量时间成本,没有足够技术沉淀,很难走完整套认证流程。
AI服务器市场爆发,直接拉动HBM芯片需求持续走高,各大海外存储大厂把大部分新增产能倾斜到HBM生产,即便如此,市场依旧存在不小的产能缺口,不少云厂商和芯片企业需要提前锁定未来两年的产能,现货资源十分稀缺。HBM堆叠层数不断提升,直接放大了硅微粉的消耗量。同样一颗芯片,十六层堆叠产品消耗的高端粉体,是传统普通存储芯片的数倍以上,堆叠层数越高,单颗芯片粉体使用量就越大,市场需求随之成倍放大。
需求端快速膨胀的同时,供给端却很难快速跟上。能够生产这款高端粉体的企业本身就寥寥无几,海外头部厂商设备产线扩产周期漫长,新建产线从动工到产出合格产品,需要耗费很长时间,短时间之内拿不出大量新增产能。海外厂商还在控制客户规模,不再接受大量新增客户订单,市场现货资源进一步收紧,供需失衡的局面就此形成。
供需格局发生改变,价格自然迎来巨大变化。回溯几年前,HBM专用Low‑α球形硅微粉每吨价格还处在二十万以内。随着算力需求逐步释放,价格开始一步步往上抬升,中间经历多轮上调,部分现货最高已经来到两百万元每吨,对比早期价格,最高涨幅超过十倍。这里要区分长协订单和现货市场,大厂之间签订的年度长期供货协议,调价节奏相对平缓,现货市场的波动幅度会更加剧烈。
不少人会产生疑问,既然价格利润空间这么可观,为什么没有大批企业冲进来扩产分一杯羹。半导体材料行业,从来不是看到高利润就可以马上进场赚钱的赛道。设备投入只是基础,矿石原料筛选、除杂工艺、球化工艺,大量工艺细节需要一点点摸索打磨。就算企业花钱建好产线,生产出来的样品,还要送到下游存储、封测企业做长时间可靠性测试,认证通不过,产线产出的产品就没有市场。很多细分半导体材料,往往就是少数几家企业瓜分市场,新进入者要跨过的壁垒远不止设备资金这一项。
在海外企业长期垄断的局面之下,国内材料企业持续投入研发,终于实现零的突破,国内有企业完成HBM级别Low‑α球形硅微粉稳定量产,打破海外企业独家供应的格局,成为全球少数可以提供该产品的厂商之一。
国产企业的突破,并不是一朝一夕的成果。粉体材料的研发,需要大量试错积累。早期国内企业只能主攻中低端硅微粉市场,慢慢积累球形化、提纯、除杂的工艺经验,不断迭代设备,优化整套生产流程。针对α射线超标的痛点,从源头矿石原料筛选就严格把控,把带有放射性杂质的原料提前筛除,再配合多道提纯工序,一步步把辐射指标压到芯片封装要求的范围之内。
样品研制成功只是第一步,后续要解决批次稳定性难题。实验室里面做出合格样品相对容易,工业化大批量生产,每一批产品的纯度、球形度、α射线指标,都要维持稳定,波动幅度必须控制在极小区间。下游存储大厂生产芯片,产线二十四小时不间断运转,如果上游送来的粉体每一批指标忽高忽低,就会直接造成下游整条产线良率波动,这是芯片制造企业完全不能接受的事情。国产企业经过反复调试产线,优化整套生产管控流程,最终实现大批量稳定产出,拿到下游客户的入场券,产品间接进入海外存储大厂供应链体系,适配HBM先进封装生产流程。
国产产品实现量产之后,带来的改变不只是多了一个供货来源。过去全部依靠海外采购,供应链主动权掌握在外方手里,遇到产能紧张的时候,国内封测企业拿不到足够原材料,就会被卡脖子。现在本土产能落地,供应链安全层面得到提升,也会倒逼海外厂商调整供货策略。当然我们也要客观看待现实,虽然已经实现稳定量产,但是高端产品整体市场份额和海外老牌巨头相比,依旧存在差距,后续还要持续扩产,推进更多客户认证,慢慢扩大市场占比,国产替代的道路依旧处在进行时,并非一步到位完成全部替代。
一款粉体材料的供需紧张,带来的影响不会只局限在它自身,会顺着产业链向上向下层层传导。球形硅微粉是HBM专用颗粒环氧塑封料最核心的填充组分,粉体供给紧张,会直接影响塑封料厂商的产能释放,塑封料又是芯片堆叠封装环节必不可少的物料,一环扣一环,上游材料的产能约束,会间接影响下游封测环节的交付节奏。
放眼整个HBM上游材料赛道,类似的故事不止发生在球形硅微粉身上。HBM产业爆发,带动一大批过去不起眼的细分材料走到台前。HBM专用环氧塑封料、半导体高纯前驱体、球形氧化铝等诸多细分品类,都面临需求快速增长,海外垄断,国产企业奋力突围的现状。这些材料很多都有共同特点,平时大众几乎听不到它们的名字,没有芯片、GPU那样高的曝光度,却是先进封装制造过程当中绕不开的必需品。
AI算力的发展,带动存储芯片需求爆发,市场目光大多聚焦在终端产品,上游材料往往容易被忽略。很多投资者习惯盯着成品芯片的供需,却忽略芯片制造封装背后,上百种细分材料的价值变化。芯片可以设计出来,设备可以采购到位,如果配套关键材料供给跟不上,产能依旧很难释放。半导体产业链的底层逻辑,就是无数细分小赛道拼接而成,每一个不起眼的细分材料,都有可能成为制约产业发展的关键点。
我们也要客观看到行业内部存在的现实风险。高端粉体材料的景气度,高度绑定HBM行业的发展节奏。如果未来AI算力需求增速不及市场预期,HBM扩产进度放缓,上游粉体的需求增长也会随之受到牵制。材料企业扩产也存在周期,如果多家企业后续陆续突破技术,新增产能集中释放,供需格局就会发生改变,价格也会出现回落。同时半导体技术迭代速度很快,未来封装工艺发生革新,也有可能改变现有材料的用量需求,行业始终存在技术迭代带来的不确定性。
国产材料企业虽然实现技术突破,但后续客户认证、产能爬坡、良率优化,每一步都充满挑战,不是量产就代表可以立刻拿到海量订单,客户认证需要漫长周期,业绩释放存在时间差,中间会存在很多变数。看待这条赛道,不能简单只看到涨价十倍这个亮眼数字,也要把行业潜在的各类风险纳入考量。
很多普通朋友看到某款材料涨价幅度巨大,国内企业实现独家量产,就会下意识认为赛道会一路顺风顺水。实际半导体材料行业,充满各种现实约束,有几个误区需要理清。
不要把样品送样等同于大规模供货。半导体材料行业,送样测试、小批量试样是很常见的状态,样品通过测试,距离大规模稳定供货,中间隔着很长的距离。认证周期漫长,下游客户更换上游材料供应商十分谨慎,要经过多轮可靠性验证,就算认证通过,也会逐步放量,不会一夜之间全部切换供应商。
不要把现货价格等同于企业实际销售价格。我们看到部分报道里面每吨上百万元的高价,大多是紧缺状态下的现货报价。大型产业链企业之间,普遍会签订年度长期供货协议,长协价格波动幅度会小于现货,企业实际拿到的营收,不能直接拿现货价格简单去乘以产能来推算,简单粗暴的测算会带来很大偏差。
不要觉得国产实现量产就可以立刻抢占全部市场。海外巨头经营几十年,拥有成熟稳定的供应链关系,客户使用习惯已经固化。国产产品更多是从部分细分场景切入,慢慢提升份额,国产替代是循序渐进的过程,短时间很难完全替代海外产品。
整个算力产业链的发展,是硬件、芯片、设备、材料共同推进的结果。存储芯片受到市场热烈追捧,上游封装材料作为幕后支撑,同样在见证产业的飞速迭代。国产企业在一个个细分材料上面实现突破,每一步进展,都在夯实国内半导体产业供应链的基础。
看完本篇内容,相信大家对于HBM封装背后这款隐形刚需粉体材料,有了更加全面的了解。你觉得在HBM整条产业链当中,上游材料环节的国产替代,还会遇到哪些现实阻碍?在算力产业不断向前推进的过程中,还有哪些容易被大家忽略的细分材料赛道值得我们持续保持跟踪,欢迎在评论区留下你的看法。喜欢半导体产业链内容,可以点个关注,后续持续分享更多产业客观解读。
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