HBM大爆发：芯片战升级为“设备战”！

2024年，高带宽内存（HBM）成为全球半导体产业链的焦点。受益于AI大模型、高性能计算（HPC）和数据中心需求的爆发式增长，HBM作为下一代内存技术已从“技术先锋”走向“市场核心”。尤其是在AI训练过程中，HBM因其超高带宽与极低延迟成为不可替代的关键部件。

据Counterpoint数据，2024年HBM市场规模同比增长超过250%，预计将在2025年达到近100亿美元。SK海力士在此波浪潮中表现最为亮眼，其2024年HBM营收同比增长超过4.5倍，在第一季度便取得了高达70%的市场份额。Micron紧随其后，市场份额在30%-35%之间，且其HBM3E产品已获英伟达H200验证通过，正在加速放量中。

与此同时，HBM制造对后段工艺设备提出了极高要求，尤其是芯片堆叠环节中的热压键合（TCB）技术，其精度和良率直接决定HBM芯片的封装质量、产能与成本。可以说，TCB设备是决定HBM“能量上限”的核心环节。

一、HBM封装路径分化：MR-MUF vs TC-NCF

目前，主流HBM封装分为两大路径：

1. TC-NCF（Non-Conductive Film）：三星与美光主要采用该路径，工艺成熟，适合标准化量产；

2. MR-MUF（Molded Reflow with Mold Underfill）：SK海力士主推，强调高导热性与堆叠层扩展能力，其热导率为NCF方案的两倍以上。

这两种路径在核心工艺上虽均依赖TCB设备进行芯粒间高精度压合，但对设备的参数设定和兼容性要求存在较大差异。尤其在堆叠层数从8层上升至12层甚至16层后，压力控制、热扩散、良率控制等均成为挑战。因此，具备高度定制化、稳定性强与封装效率高的TCB机成为争夺重点。

二、TCB设备市场爆发：六强争霸格局形成

根据摩根士丹利与韩媒ETNews预测，全球用于HBM封装的TCB设备市场将从2024年的约4.6亿美元，快速增长至2027年的15亿美元以上，年均复合增长率超50%。其中，亚洲企业主导格局已基本确立，形成“六强争霸”的局面：

1. 韩美半导体（Hanmi Semiconductor）：长期为SK海力士供货，2024年营业利润同比增长639%，并获Micron大单，预计将交付超过50台设备，单价达30亿韩元；

2. 韩华SemiTech：韩华集团旗下设备厂商，2024年向SK供货12台TCB设备，总金额约4200亿韩元，技术力不断提升；

3. SEMES（三星旗下设备厂）：专为三星内供，近年来替代Shinkawa设备成功自研新一代TCB机，可支持高层堆叠HBM4；

4. ASMPT（新加坡）：其设备已进入SK的HBM3E试产线，尤其在NCF路径上具备高稳定性和较快节拍效率；

5. K&S（Kulicke & Soffa）：也来自新加坡，积极开发无助焊剂键合方案，并与美光展开合作；

6. Shinkawa（日本）：TCB设备先驱之一，曾为三星主要供货商，现受制于本土半导体设备投资放缓，份额被韩企和新加坡企业蚕食。

值得注意的是，韩美与韩华之间围绕SK的供应关系发生微妙变化。韩美原为SK长期唯一设备商，但在韩华半导体设备性能逐渐追赶后，SK选择部分导入韩华设备，并以此为由对韩美设备定价提出谈判，导致韩美对SK提高报价并将售后服务从免费转为收费，双方博弈持续升温。

三、HBM3E与HBM4拉升设备技术门槛

随着HBM3E与HBM4逐步量产，其堆叠层数提升至12~16层，对TCB设备提出前所未有的挑战。业内人士指出，要在保证芯粒对准精度（Alignment Accuracy）在±1.5μm以内的同时，提高单位时间封装效率（UPH）超过120 UPH，需在热控、力控、运动系统方面全面升级。

SK海力士计划2025年下半年推出HBM4样品，预计将采用MR-MUF路径+多芯堆叠方案，并强调TSV减薄与导热层集成，这使得其对设备的灵活性和兼容性要求大幅提升。

Micron方面则计划2025年大幅拉升HBM3E出货，其部分路径采用Hybrid Bond + TC压合，需使用不同类型设备完成2.5D异质集成。ASMPT与韩美都在积极参与验证。

四、产业链机会：中国设备厂的潜力与挑战

目前，TCB设备领域仍由日韩、新加坡厂商主导，中国设备厂尚未形成有效突破。尽管部分国产键合设备厂已布局Fan-out、2.5D封装设备，但在HBM高阶封装所需的压合精度、控温均匀性、堆叠稳定性方面尚有差距。

然而，随着韩国政府可能对中资HBM订单采取限供措施，以及HBM逐步国产化趋势增强，国内设备商若能在2025年前完成样机送样，将有望获得替代窗口。目前上海微电子、芯源微、华海清科等企业正在布局相关领域。

五、小结：从内存芯片战到“设备战争”

HBM本质是AI产业军备竞赛下的内存加速器。随着技术向HBM3E、HBM4演进，封装路径分歧与堆叠复杂度增加，使后段设备成为瓶颈关键。

2024年起，HBM不再只是芯片制造商的竞赛，更是封装设备厂的硬碰硬。从TCB技术路径到产业博弈，从六强争霸到国产替代，我们正在见证半导体封装设备产业链新一轮的“权力更替”。

未来三年，谁能做出更快、更准、更稳定的TCB机，谁就能在HBM芯片价值链中攫取更多话语权。这场“设备战争”，才刚刚开始。