HBM成AI算力“新石油”，国产产业链加速突围
1、HBM行业概述
高带宽存储器（High Bandwidth Memory, HBM）是一种基于3D堆叠和硅通孔（TSV）技术的高性能DRAM，通过将多个DRAM裸片垂直堆叠并与逻辑芯片（如GPU）通过中介层（Interposer）集成于2.5D/3D封装中，实现超高带宽、低功耗和高密度。根据JEDEC（固态技术协会）标准，HBM是专为满足AI、HPC等高算力场景内存墙瓶颈而设计的新型存储架构。
HBM由AMD与SK海力士于2013年联合提出，2015年首款HBM1随AMD Fiji GPU（Radeon R9 Fury系列）商用；2016年HBM2标准发布（单栈带宽256GB/s），2018年HBM2E增强版推出（速率提至3.6Gbps，单栈带宽达460GB/s）；2022年HBM3量产（单栈带宽超800GB/s），被英伟达H100采用；2024年HBM3E（增强版）普及，单栈带宽突破1.2TB/s；HBM4于2024年启动工程验证，2025年将深化推进。中国自2021年启动HBM预研，2023年长鑫存储完成HBM2E样品，2025年多家企业计划进入客户验证，当前整体技术代际较国际领先水平（HBM3E量产）落后1–2代。
2、HBM行业产业链分析
HBM行业产业链
资料来源：普华有策
3、HBM行业竞争格局及主要玩家
全球HBM市场呈“三足鼎立”高度集中格局。SK海力士凭先发优势绑定英伟达（H100/A100主力供应商），率先量产HBM3E并布局HBM4；三星紧随其后，聚焦HBM-PIM创新，以韩国基地扩产；美光2024年量产HBM3，2025年发力北美客户。三企合计占超九成以上份额，以专利、产能、客户构筑护城河，垄断高端市场。
国内HBM尚处早期突破阶段。长鑫存储作为唯一DRAM量产IDM，2023年完成HBM2E样品，目标2026年小批量；华为、寒武纪联合设计适配国产芯片。封测环节，通富微电（AMD合作、2.5D/3D封装）、长电科技（XDFOI平台）具技术储备；上游沪硅产业、安集科技等材料设备逐步验证。虽未入主流供应链，但政策与AI安全驱动下，正加速构建“设备-材料-制造-应用”闭环生态。
4、HBM行业政策环境
“十四五”以来，国家将高端存储列为重点攻关方向，2023–2025年密集出台政策强化HBM等先进封装存储技术自主可控。2025年12月中央经济工作会议强调“发展新质生产力”“提升产业链供应链韧性”，明确支持AI底层硬件国产化。多部委联合推动集成电路产业高质量发展，HBM被纳入地方专项扶持清单，加速设备材料验证与量产导入。
HBM行业主要政策分析
资料来源：普华有策
5、驱动HBM行业发展的主要因素
（1）AI算力爆炸式增长催生刚性需求
大模型参数量每18个月翻倍，训练所需内存带宽同步激增。英伟达B100单卡搭载12颗HBM3E（总容量192GB，带宽超10TB/s），远超传统GDDR6。
（2）国家战略强力推动自主可控
“十四五”规划将先进存储列为重点，2025年中央经济工作会议明确提出“以科技创新引领新质生产力”“提升产业链供应链韧性和安全水平”，HBM作为AI基础设施底层核心，被多地纳入集成电路专项扶持清单。
（3）十五五规划前瞻布局新质生产力基础设施
国家发改委《十五五前期重大问题研究》指出，需提前布局AI芯片、先进封装、高端存储等“数字底座”，HBM被视为支撑万亿级AI产业的关键一环。
（4）“内存墙”成为算力瓶颈，HBM是唯一可行解
过去20年GPU算力提升超千倍，而DRAM带宽仅增长20倍，严重制约AI效率。HBM通过3D堆叠将带宽提升5–10倍、功耗降低30%，成为破局关键。
（5）地缘政治加速国产替代进程
美国2023–2025年多次升级对华先进计算管制，限制HBM出口，倒逼中国构建自主HBM供应链，头部云厂商已启动国产HBM验证计划。
6、HBM行业主要壁垒构成
（1）技术壁垒
HBM涉及TSV、微凸点、晶圆键合、热管理等数十项尖端工艺，任一环节良率不足即导致整颗芯片报废。例如，HBM3E需堆叠12层DRAM，对厚度控制（±1μm）、对准精度（<0.5μm）要求严苛。此外，IP专利被三星、SK海力士封锁，国内企业需绕开数千项核心专利。
（2）设备与材料“卡脖子”严重
高端IC载板、光刻胶、电镀液几乎100%进口；TSV刻蚀、混合键合设备依赖美日荷。即便国产设备性能达标，客户认证周期长达12–24个月，极大延缓量产节奏。
（3）资金壁垒
一条HBM专用产线投资超百亿元，且需配套先进封装厂。HBM研发周期5–7年，回报周期长，中小企业难以承担。
（4）人才壁垒
同时精通DRAM、3D封装、热仿真、信号完整性的人才全球不足千人，中国相关人才多集中于海外，本土培养体系尚未成熟。
（5）生态绑定牢固壁垒
英伟达与SK海力士联合定义HBM接口标准，新进入者需通过其严格兼容性测试。若无法进入主流GPU供应链，即使产品达标也难获订单，形成“先发锁定”效应。
北京普华有策信息咨询有限公司《“十五五”HBM行业深度研究及趋势前景预测专项报告》全面解析高带宽存储器（HBM）行业的技术本质、演进路径与全球竞争格局，系统梳理从HBM1到HBM4的技术代际跃迁。聚焦“十四五”以来国家对先进存储的战略部署，结合2025年中央经济工作会议“以科技创新引领新质生产力”导向及十五五规划前瞻，深入剖析AI大模型、自动驾驶等场景对HBM的爆发性需求。报告覆盖产业链上中下游结构、国产化瓶颈、设备材料卡点，并评估SK海力士、三星等国际巨头与国内长鑫、通富微电等企业的竞争态势，最后提出投资机遇、主要壁垒与政策建议，为把握HBM产业黄金发展期提供全景指引。