【美股研究報告】HBM催化劑帶動記憶體產業需求一飛衝天，現在上車還來得及！三大公司爭先恐後，誰將拔得頭籌！？

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記憶體在AI與科技發展下扮演的角色

在AI大行其道的今天，記憶體就像是給科技界注入的一股神經元能量，讓一切變得更加聰明、迅速。想像一下，AI就像個不斷學習長大的小孩，而記憶體，則是它的大腦和記憶庫，沒有這塊基石，AI就失去了學習和成長的土壤。當AI開始學習處理海量數據，比如說讓智能助理能即時回答你的問題時，記憶體就在背後默默地發揮著作用，它讓數據能夠迅速被存取和處理，確保了AI能夠順暢無阻地運行，這就好比讓大腦的神經元能夠快速反應，讓學習和思考變得更加高效，而其中又以HBM與DDR5為產業先鋒，成為市場話題的中心，記憶體也不再是大家口中的景氣循環產業，而是科技發展的一顆重要螺絲釘，本文就將帶你了解，HBM技術的基本原理與潛在獲利，以及三大廠誰將佔據優勢…..

目前記憶體最關鍵的技術之一DRAM，你知道是甚麼嗎？

要介紹DRAM前，我們先簡單提及一下另一關鍵技術 — NAND Flash快閃記憶體，這種記憶體就像是我們數位世界的常青藤，靠著它，即使電源關了，裡頭的資料還是安然無恙。想像一下，手機裡的照片、固態硬碟上的檔案、或是隨身碟中的音樂，都是靠NAND Flash來長久保存。它的魅力在於，能在一片微小的晶片上存儲海量資料，而且成本還不高，正因如此，NAND Flash成了儲存大數據的首選英雄。

而不同於NAND Flash的長久存取，一旦電源一關，DRAM儲存的資料就會煙消雲散。如果你覺得聽起來很沒用，那就大錯特錯了。每當你在電腦上快速切換程序或是在手機上輕鬆滑動，背後都離不開DRAM的大力支援。因為DRAM有其難以被取代的特點，也就是速度飛快，因此在我們的電子裝置中扮演著無可替代的角色，它就像是裝置的短期記憶，專門負責快速處理和暫存我們正在使用的數據。不過，它也有個小小的缺點——就是愛耗電，因為為了保持數據的準確，它需要不停地被刷新。

然而，正是因為DRAM在快速存取數據方面的天生優勢，讓它成為了AI時代下不可或缺的功臣。當AI模型在訓練的時候，或者當我們需要對大量數據進行即時分析時，DRAM的高速特性就顯得尤為重要。隨著AI技術的發展，從語音辨識到自然語言處理，每一步的進步都離不開需要快速處理龐大數據集的DRAM的支持。總之，DRAM在這個資料爆炸的時代，不僅是我們電子裝置中的忠實伙伴，更是推動AI不斷進步的重要力量。

HBM是DRAM的衍生技術，數據傳輸速率遠高於傳統記憶體

HBM（高頻寬記憶體）是DRAM衍生的其中一種高效能記憶體技術，它使用透過矽穿孔（TSV）和微層線（microbumps）技術將數個記憶體堆疊在一起，形成一個高密度的記憶體堆疊，再透過3D先進封裝而成，以此加大頻寬與儲存空間，與傳統DRAM相比，HBM的頻寬更高，能運送的資料量也更多，且不論是對厚度或是晶圓堆疊精準度的要求都十分高。現今HBM多用於圖形處理器（GPU）、高性能運算和某些AI應用中，尤其是那些需要高頻寬記憶體來處理大量數據的場合。

三大公司瓜分市場，猶如魏蜀吳三強鼎立

在全球記憶體市場中，三星電子Samsung (KRX: 005930)、SK海力士SK Hynix (KRX: 000660)和美光科技Micron (MU) 是三大領先品牌，控制著絕大部分的市場份額。在DRAM領域，三星以45.5%的市占率位居首位，SK海力士以31.8%的市占率緊隨其後，而美光科技則以19.2%的市占率排在第三。這三家公司在DRAM市場的合計市占率超過96%，顯示出記憶體產業有明顯的寡占跡象。而更細部聚焦在HBM市場，2023年HBM市場的份額分佈以SK 海力士擁有最大的市場份額，達到54%，三星則位列第二，市場份額為41%，最後是排名末位的美光，只擁有5%的市場份額，相較於整個DRAM市場，美光在2023年的HBM競爭力較低。

DRAM與HBM製程迭代歷史，三家公司目前進展到哪了？

如同晶圓代工產業，DRAM也有製程迭代，由舊至新依序為1y、1z、1α（1-alpha）、1β（1-beta）和1γ（1-gamma），其中1β是當前已量產DRAM的最先進製程，而1γ則還未量產。回顧由Trendforce提供的過往HBM製程時間表，以三大廠提供給輝達的資訊來看，目前最新一代的HBM是HBM3e，三大廠於2024年開始紛紛發布，其中，三星所採用的是 1α（1-alpha）製程技術，而海力士與美光則是採用1β（1-beta）製程技術，也就是目前市場上已經實現量產的最先進記憶體製程，來生產最新一代的HBM產品，因此在生產技術上是稍微領先的。

終端市場發展快速，HBM 供應市況緊俏，長期成長動能大

HBM的終端市場主要聚焦在需要高速資料處理和傳輸能力的應用領域，包括人工智能(AI)與自動駕駛和先進輔助駕駛系統（ADAS）等等，這些領域對記憶體頻寬和能效有著嚴格要求，進而帶動高頻寬記憶體(HBM)供不應求。目前輝達以及其他品牌的GPU或ASIC供應緊俏，除了CoWoS是供應瓶頸，HBM亦同，主要可歸因於其較長的生產週期。對比傳統記憶體DDR5，HBM晶片面積大致上較DDR5同製程與同容量尺寸大35～45%，而良率則比起DDR5低約20～30%，此外，生產週期較DDR5多1.5~2個月，也因此在市場上多處於供不應求。

市場供不應求，且需求持續提升，意味著HBM背後的強大營利潛力，HBM 售價高、獲利也高，因此吸引了大廠紛紛擴大投資，根據TrendForce預估，至2024年底，整體DRAM產業規劃生產HBM TSV的月產能約為25萬片，佔DRAM月總產能180萬片約14%，供給量(位元)年成長約260%。此外，2023年HBM產值佔DRAM整體產業約8.4%，2024年底預計將擴大至20.1%。

HBM霸主SK海力士恐滿足不了輝達需求，為三星與美光帶來新希望

目前記憶體市場最主要的合作夥伴輝達為H100配置的記憶體為HBM3，SK海力士是最主要供應商，於2021年率先開始量產，而AI產業從2023年開始迅速擴張，供應逐漸不足以應付整體市場所需，而記憶體產業也從投資人口中的「景氣循環產業」，轉變成主流討論對象。而至2023年末，SK海力士對輝達的獨供出現變化，同樣生產HBM3的三星以1Znm產品加入輝達供應鏈，儘管比重仍小，但仍可視為記憶體市場生態改變的一大轉捩點。

作為目前AI晶片大廠的領頭羊，輝達的出貨量牽動著整個HBM市場的成長與記憶體產業的興衰。2023年輝達主打的高階AI晶片為A系列(A100/A800)以及H系列(H100/H800)，皆採用HBM記憶體，而2024年更將推出使用6顆HBM3e的H200以及使用8顆HBM3e的B100，並在3月中的GTC大會公布了相關細節。B100內含兩顆GPU，周圍配置了8顆8層堆疊HBM3e内存，總容量可達192GB，比原來每顆HBM3e 16GB的H100多出50%的容量，意味著晶片記憶體容量與效能成長間密不可分的關係，而在輝達產能持續提高的同時，對於HBM3e的需求量也是可想而知的大。

2024年三大公司產能全開積極搶占市場份額

剛剛提到HBM在需求上十分吃緊，那麼供給面又是如何？依據TrendForce報告顯示，三星和SK海力士正積極擴充其HBM產能，預計到年底三星的HBM產能將達到約每個月生產13萬片，包含TSV技術，而SK海力士則預計達到12萬片。相對地，美光僅2萬片在產能上稍顯弱勢，儘管相對2023年已顯著成長，對比其他兩家公司卻仍有段差距。

美光浮現技術優勢，越級打怪直上HBM3e，準備要彎道超車了嗎

美光作為記憶體三大廠中相對較小的公司，卻逐漸嶄露頭角，在HBM3的戰爭中無消無息，卻在HBM3e放出大招，首先宣布量產，同時拿下了輝達H200的訂單，與SK海力士共同瓜分。此外，美光在技術上也有領先市場的優異表現，特別是在矽穿孔（TSV）的實力堅強，由於TSV就如同散熱孔洞，數量越多散熱效果就越好，目前美光孔洞間的距離為業界最小，這對其開發下一代HBM來說，是一大優勢。而在DRAM製程上更宣佈將於2025年量產1γ（1-gamma），領先兩大對手，由於HBM是透過堆疊DRAM而成，DRAM性能越好、功耗越低，HBM自然也會有相同的優勢。

然而，其弱勢卻同樣明顯 – 產能不足，如同我們前面提及的2024年產能預測，美光每個月的產量僅為三星及SK海力士的15%左右，儘管技術領先搶到了訂單，市占有望提高，然在市場快速擴張下，恐難對兩大公司獲利產生太大影響。

三星8層HBM3e落後不影響，新訂單捷報報不停，斷了SK海力士的獨供之路

儘管三星在8層HBM3e的量產上稍微落後，成為最後一個拿下H200訂單的公司，12層HBM3e技術研發上卻領先，而後者也將是三星今年最主要的關注點。輝達Blackwell晶片最快有望自9月開始大量採購12層HBM3e記憶體，以實現較H系列高50%的記憶體容量，寫下AI晶片的新歷史，而作為新技術的領先者，三星有望拿下B100記憶體訂單。此外，與超微 MI300的合作也是三星的另一大利多因素，兩家公司一直有密切合作，超微為了與輝達Blackwell B100相互競爭，開始採用HBM3e，可謂是訂單接不完，而三星在超微對HBM3與HBM3e訂單的提升下，市占率有望進一步突破。

此外，三星更是在2月底的國際固態電路研討會中，領先SK海力士與美光搶先公布了搶先發布HBM4的相關研究，頻寬可到2TB/s，相較HBM3e的1.2TB/s成長了近66%，同時還預告會引用混合鍵合製程，可提升DRAM堆疊層數至16層以上，且散熱效能也更好。整體而言，三星的製程進度良好，同時產能規劃亦屬三家最大，下游有望同時擁有輝達與超微的支持，展望今年獲利有望進一步提升，看好三星HBM產業競爭力。

SK 海力士仍是HBM霸主，對輝達的忠誠度與卓越良率是最大優勢

在HBM3的時代，SK海力士在記憶體市場可謂是獨領風騷，儘管三星有搶占到輝達的訂單，對比SK海力士卻也只是一小部分。而輝達在2023年的快速竄起，也使得SK海力士受惠，回顧2023年年報，自2023年出的產業黯淡以來，獲利逐漸回升，特別是在Q4時DRAM需求開始復甦，部分消費性應用客戶陸續回補庫存，帶動產品價格也隨之增長，公司才開始由虧轉盈。而2024年開始，記憶體產業迎來新氣象，美光與三星陸續發布新技術的消息，而SK海力士亦在一個月之後的GTC大會上發布HBM3e相關資訊，且首批 HBM3e 將供應給輝達，用於後者最新 AI 超級晶片「GB200 Grace Blackwell」。

目前在技術上，SK海力士並不像HBM3時代，取得顯著的優勢，然與輝達之間良好的合作關係，是其在產業上有恃無恐的一大原因。此外，SK海力士能在與三星的HBM3戰爭中取得勝利，亦可歸功於兩家公司產品良率的差異。三星HBM3的良率目前只有10~20%，然SK海力士的HBM3良率卻已來到60~70%，中間差異十分明顯。主要原因是三星堅持使用非導電性膠膜(NCF)技術，雖大幅壓縮了厚度，實現了業界最小的晶片間隙7微米，卻隨著層數增加，使用黏合劑材料導致製造過程複雜化，生產進度落後，而SK海力士改用批量回流模制底部填充(MUF)技術，解決NCF弱點，也成為第一家供應HBM3晶片給輝達的廠商，預計三星也將新一代HBM晶片中，同時採用NCF、MUF技術，以在良率上取得突破，才能夠更有利的與SK海力士的產品競爭。

記憶體產業受益於AI推動，長期展望良好，而個股則最看好三星成長動能

以產業面來看，記憶體產業受益於AI領域規模擴張與需求推動，HBM晶片有望進一步提升，且隨著對效能追求的提升，記憶體不再是景氣循環產業，而是新科技革命的關鍵玩家，儘管DRAM傳統記憶體(如DDR3、DDR4)自2023年下半年以來的漲幅在需求轉淡下趨緩，預期隨著HBM在DRAM市場份額逐漸加重，記憶體三大廠長期獲利可觀，因此整個產業展望良好，皆給予買進並長期持有建議。

而以個股來看，三大廠中以三星最為看好，雖然在HBM3的良率上稍微受挫，在新晶片上可依靠NCF與MUF技術的融合，解決此缺點，同時目前對比其他兩家大廠，產能最大，有望同時擁有輝達與超微的訂單，在技術上也優先進展到12層HBM3e，可應用於輝達Blackwell系列B100晶片，侵蝕SK海力士的市場份額。SK海力士雖仍作為目前HBM最大的供應商，且2024年產能皆已被預訂，相對於三星卻較缺乏成長推動因素，而美光則是在產能上，對比其他兩家大廠競爭力較小。總結來說，針對記憶體三大廠皆給予良好評價，而其中最看好三星成長動能。