存储芯片核心赛道：HBF产业链全解析

当前存储产业处于上行大周期，AI算力爆发增长加剧数据处理的需求。

传统架构下AI运算面临内存墙扩大，进一步推动新型存储技术加速研发与落地。

HBF高带宽闪存技术被视为打破AI内存瓶颈的关键路径，是AI推理时代的下一代存储器解决方案。

近期，存储巨头闪迪与SK海力士联合正式启动HBF全球标准化战略。

据韩科院教授金正浩表示，HBF研发进程快于耗时十余年的HBM，预计随HBM6同步应用，2027年底实现产业化，未来十年或成为半导体市场核心。

本文重点聚焦新型存储解决方案HBF产业链核心赛道、竞争格局和产业趋势。

当前AI大模型参数量持续激增，对大容量和高带宽存储容量提出极高要求。

传统主存技术DRAM发展缓慢，进一步加剧AI“内存墙”问题。由于内存带宽和容量的限制，GPU等计算芯片的算力难以充分发挥，导致计算效率低下。

在AI新存储层级需求背景下，HBM高带宽闪存技术应运而生。

HBM是目前带宽最高的内存标准，被公认为是“最适用于AI训练、推理的存储芯片”。

HBF与HBM形成互补，旨在解决HBM在AI推理场景下的容量限制问题。同时，在AI服务器中可部分替代HBM，解决KV Cache容量膨胀问题。

据闪迪预计，HBF有望于2026年下半年实现样品级产品交付，首批基于HBF驱动的产品有望于2027年初采用。

AI 大模型参数规模大，HBM容量受限且成本高，HBF成为解决“内存墙”的新型高带宽存储替代方案。

HBF是专为AI推理打造的新型存储架构，融合了NAND闪存与HBM技术，借助BiCS工艺和晶圆级键合技术达成16层芯片堆叠。

该架构垂直堆叠NAND闪存芯片，采用与HBM同源的TSV封装技术，满足大模型对存储容量和带宽的高要求，兼具超大容量与成本优势。

此外，HBF成本优势突出（未来或降至 4 美元以内），通过 2.5D/3D 封装或模组形式实现。

HBF 推广关键在于生态系统建设，需长期验证形成规模化应用。

HBF结构

HBF架构稳定可靠，由16个垂直堆叠的核心芯片、逻辑芯片、中介层、封装基板、PHY接口芯片及计算单元构成，标志闪存技术向高密度、高带宽演进。

其单颗容量达512GB，GPU采用6颗HBF搭配2颗HBM堆栈，存储容量可达3120GB，远超8颗24GB HBM的192GB，大幅提升单GPU存储容量。

在成本与HBM相近时，能提供8到16倍于传统方案的容量，且带宽性能匹配HBM。

SK 海力士与闪迪联合推动 HBF 标准化。

2026 年 2 月，二者在 OCP 框架下启动全球标准制定，目标构建行业通用规范，计划 2026 下半年发布 HBF 样品，首批搭载 HBF 的 AI 推理系统预计 2027 年初面世。

闪迪成立 HBF Technical Advisory Board，海力士作为核心内存伙伴参与，双方签署 MOU 深度合作。其他 NAND 闪存厂商也积极拓展 AI 训练应用，推出 HBF 新技术。

此外，铠侠与英伟达分别开展合作，三星电子于 2025 年启动 HBF 早期概念设计，欲与 SK 海力士、闪迪竞争技术主导权。

HBF产业链借鉴HBM的3D堆叠架构，通过TSV或CMOS键合阵列技术垂直堆叠多层NAND芯片，搭配专用逻辑控制芯片实现并行访问。形成从材料供应到终端落地的完整闭环。

上游聚焦半导体材料与设备，包括GMC、环氧塑封料、高纯度前驱体及TSV设备、检测设备等。中游以先进封装技术为核心，涵盖2.5D/3D封装、TSV硅穿孔、芯片键合等工艺；下游延伸至企业级SSD模组、存储控制器及适配软件，同时覆盖AI推理服务器、智能终端、智能汽车等应用场景。

HBF上游材料环节包括封装塑封料、前驱体材料、电子级环氧树脂和电镀液与显影液等多种高技术壁垒的半导体材料。

封装塑封料（GMC/EMC）：HBF封装中固定芯片的核心材料，保护堆叠结构免受热、湿和物理应力影响。核心材料使用Low-α球硅/球铝作为填充剂，以降低芯片的软错误率。华海诚科量产GMC适配堆叠，技术参数比肩日本住友；飞凯材料双线布局覆盖全流程，壹石通提供 Low - α 球形氧化铝防止芯片软错误，联瑞新材作为国内领先 Low - α 球硅供应商，产品用于 HBF 封装材料 GMC 降低热膨胀系数；壹石通球形二氧化硅产品可作GMC功能填充材料，用于芯片封装。

前驱体材料：构筑芯片内部的“神经网络”，是化学气相沉积工艺形成绝缘层、阻挡层的关键原料。例如，雅克科技通过收购韩国UPChemical，在前驱体领域建立优势进入国际大厂供应链。

电子级环氧树脂：在先进封装中，环氧树脂承担着层间绝缘、填充堆叠间隙、形成稳定三维结构等重要功能。相关厂商中，例如国内电子级环氧树脂龙头宏昌电子，电子级环氧树脂通过调整配方，已满足堆叠技术需求，成为国产替代的核心突破点。

电镀液、显影液：用于TSV微孔金属化填充和图形化工艺。艾森股份专注于电镀液等电子化学品的研发与生产；安集科技提供抛光液等产品，同时也在电镀液领域有所布局；鼎龙股份CMP抛光垫打破陶氏垄断。

HBF作为结合3D NAND容量与HBM带宽的创新存储技术，设备环节涉及多个关键领域。

其独特的3D堆叠结构带动了相关工艺设备的发展，层间键合和TSV等关键环节对设备提出了新的要求。

先进封装核心装备覆盖光刻、刻蚀沉积、键合堆叠、凸点制备、减薄切割、量测检测全流程：

刻蚀设备：在HBF制造过程中，刻蚀设备用于在硅晶圆上刻蚀出通孔（TSV），以实现垂直电气连接。海外美国应用材料、泛林半导体等占据主导地位；国内中微公司、北方华创等推出的等离子刻蚀机，可实现一定程度的高深宽比刻蚀。中微公司在2010年推出首台TSV深孔硅刻蚀设备PrimoTSV®，其提供的8英寸和12英寸硅通孔刻蚀设备可刻蚀孔径从低至1微米以下到几百微米的孔洞，在TSV设备领域具有较强的技术实力和市场竞争力。

薄膜沉积设备：用于在刻蚀出的通孔内沉积绝缘层、阻挡层和种子层等材料，以确保电气连接的可靠性和稳定性。绝缘层沉积主要包括国外KLA（SPTS）、应用材料和国内厂商拓荆科技等；阻挡层和种子层沉积包括国外KLA（SPTS）和国内北方华创等。

检测设备：HBF/HBM良率控制的关键，用于对HBF芯片进行功能测试和性能评估。赛腾股份和中科飞测在高端检测领域具备技术垄断性。赛腾股份旗下Optima公司的晶圆缺陷检测设备可用于HBM产线，并具备HBM全制程检测设备量产能力。中科飞测图形晶圆缺陷检测设备、三维形貌量测设备等产品通过国内多家HBM客户产线验证，实现批量出货。

混合键合设备：当封装从2D走向3D，混合键合有望成异构集成的首选。混合键合是将介电键SiOx与嵌入金属Cu结合形成互连的永久键合，在键合界面中嵌入了金属焊盘，实现了晶片的面对面连接。荷兰BESI是全球混合键合设备龙头，市占率约60%-70%.拓荆科技是国内混合键合设备领军者，W2W键合设备（Dione300）是国产首台量产级设备，性能达国际领先水平，进入大厂供应链。北方华创自主研发混合键合设备，聚焦2.5D/3D先进封装领域。百傲化学参股芯慧联新切入混合键合设备领域，聚焦W2W与D2W设备研发。

先进封装环节用于将HBF/HBM芯片与其他组件（如控制器、基板等）进行封装，以形成完整的存储模块。2.5D封装通过硅中介层（Interposer）实现芯片间的互联，适用于HBM/HBF等高密度集成场景。3D封装通过TSV技术实现芯片的垂直堆叠，进一步提高了集成度和带宽。

台积电在先进封装领域具有深厚的技术积累，其CoWoS技术已广泛应用于封装。长电科技、通富微电、华天科技、甬矽电子、深科技、晶方科技等厂商引领开发和部署先进封装技术（如2.5D/3D封装、TSV）。太极实业旗下海太半导体是SK海力士的合作伙伴，从事存储芯片封测；芯源微在HBM、2.5D/3D封装领域获下游客户高度认可，多款产品批量销售，技术适配先进封装需求。盛美上海全线湿法设备及电镀铜设备可用于HBF制造工艺，相关封测设备支持2.5D封装。

芯片堆叠与键合：在晶圆级封装的基础上，芯片堆叠与键合技术进一步将堆叠好的芯片进行精准对齐和键合，形成完整的HBF模块。键合技术包括热压键合、超声波键合、铜-铜直接键合等，用于实现芯片间的牢固连接。

HBM/HBF有望成为本土AI算力产业链的重要突破口，上下游各环节厂商如存储控制器厂商英韧科技、慧荣、联芸；存储模组厂商大普微、德明利，江波龙，佰维存储；分销商香农芯创，以及强一股份、东芯股份、国芯科技、万润等厂商在各环节均有所布局。

随着AI大模型参数规模的扩大和推理需求的增长，对高带宽、低延迟和大容量的存储解决方案的需求激增。HBM/HBF等高宽带存储需求有望持续增长，头部厂商加速构建新型生态系统将全面推动存储技术加速创新。

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