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北交所公司深度报告:HBM赋能AI新纪元,产能释放+创新产品预期迎新增长级

2024-08-05诸海滨、赵昊开源证券刘***
北交所公司深度报告:HBM赋能AI新纪元,产能释放+创新产品预期迎新增长级

氧化铝粉体国产替代领军者,球形氧化铝新增产能带来市场增量 天马新材从事高性能精细氧化铝粉体的研发、生产和销售,先后被工信部认定为国家级专精特新“小巨人”企业和“制造业单项冠军示范企业”。上市募投资金用于新建5千吨高导热粉体材料(球形氧化铝)生产线、5千吨勃姆石生产线、5万吨电子陶瓷粉体材料生产线。伴随AI服务器的兴起,下游HBM供不应求,作为HBM关键填充材料,球形氧化铝市场前景广阔,将为公司提供业绩新增量。 我们维持盈利预测,预计公司2024-2026年的归母净利润分别为0.52/0.75/0.94亿元,对应EPS分别为0.49/0.71/0.89元/股,对应当前股价的PE分别为18.7/13.0/10.5倍,可比公司2024PE均值31.4X,看好公司产能释放+产品迭代带来的业绩贡献,维持“增持”评级。 HBM打破AI芯片“存储墙”,Low-a球铝为关键填充材料 存储器的带宽提升速度滞后于算力提升,构建起“存储墙”,阻碍了AI服务器性能的提升。HBM成为英伟达A100等多款AI服务器打破“存储墙”的解决方案,海力士、美光科技等公司2024-2025年的HBM产品已基本售罄,高盛预测2026年HBM市场规模将达到300亿美元。目前我国本土公司在封装等工艺已有突破,天马新材、壹石通、联瑞新材等公司已有球形氧化铝等关键填充材料。天马新材可提供SW系列、QW系列两款球形氧化铝产品,可用于电子封装行业,并新建5千吨高导热粉体材料生产线用于生产球形氧化铝,预计产能将有较大提升。 公司新增球形氧化铝、电子陶瓷粉体、勃姆石产线,拓展多元化增量市场 公司于2022年在北交所上市,利用募投资金新增年产5千吨高导热粉体材料生产线、年产5千吨勃姆石生产线和年产5万吨电子陶瓷粉体材料生产线,主要面向半导体封装、锂电池隔膜涂覆、电子制造等多类高端制造领域,目前三条产线分别已完成27%、33%和68%进度。下游客户业绩稳定增长为公司打开未来空间。 风险提示:新业务扩展不及预期、客户合作风险、下游市场需求不及预期、其他风险详见倒数第二页标注 财务摘要和估值指标 1、HBM:打破AI芯片“存储墙”,Low-a球铝为重要原材料 AI服务器的性能与算力和存力密切相关。在冯·诺依曼的架构中,处理器决定算力,存储器决定存力,两者完全分离。在过去计算行业的发展历史中,算力一致按照摩尔定律的节奏推进,而存储器的带宽提升速度明显滞后于算力的提升,导致存算性能失配。两者之间的数据交换通路狭窄,出现时延长、功耗高等诸多问题,构建起“存储墙”,阻碍了AI服务器综合算力的提升。 图1:冯·诺依曼架构中存算完全分离 图2:算力和存力之间存在“剪刀差” 存算一体是一种打破“存储墙”的技术手段。根据存储和计算距离的远近,广义的存算一体技术可分为近存计算(Processing Near Memory,PNM)、存内处理(Processing InMemory,PIM)和存内计算(ComputinginMemory,CIM)。其中近存计算通过芯片封装、板卡组装等方式,将存储单元和计算单元集成,增加访存带宽、减少数据搬移,提升整体计算效率。高带宽内存(HighBandwidthMemory,HBM)通过将多层DRAM芯片垂直堆叠,并使用高带宽的串行接口与GPU或CPU直接相连,提供了远超传统DRAM的带宽和容量,是一种典型的近存计算解决方案。 图3:HBM提升存储容量,并提供高带宽存储服务 图4:HBM将DRAM与GPU整合于同一块芯片上 近年来,随着AI大模型兴起,算力需求增加,AI服务器对芯片内存容量和传输带宽的要求提高。由于HBM具有高带宽、高容量的优点,目前已成为多款AI服务器提升综合算力的解决方案。例如,英伟达推出的A100、H100和H200等多款用于AI训练的芯片均采用HBM技术。 表1:NIVDA和AMD多款AI服务器中搭载了HBM 伴随着生成式人工智能(Gen AI)需求的发展,AI服务器出货量和GPU中的HBM密度显著提高,HBM市场出现供不应求。2024年5月,海力士表示2024年的HBM产能已经全部售罄,2025年订单也基本售罄。2024年6月,美光科技称其2024-2025年HBM内存芯片已经售罄。除需求量大外,HBM还具有单价高的特点,HBM销售单价较传统型DRAM高出数倍,相较DDR5价差大约五倍。较高的需求和单价推动了HBM市场的拓展。2024年3月,高盛预计HBM市场规模将从2022年的23亿美元增长到2026年的230亿美元(GAGR=77%)。而两个月后,高盛再次上调HBM市场预测,预计2026年HBM市场规模将达到300亿美元(GAGR=90%)。 TrendForce预计2024年底全球HBM产能将增长至 250k/m ,约占DRAM总产能的14%。 图5:高盛预计2026年HBM市场规模将达到300亿美元 目前全球HBM市场仍呈现SK海力士、三星电子、美光三足鼎立的市场格局。 根据TrendForce报告显示,2023年SK海力士以53%的市场份额占据HBM市场头把交椅,其次是三星电子(38%)和美光(9%)。2013年,SK海力士开发了第一代HBM,成为全球首家具备HBM技术和量产能力的内存供应商。2021年10月,SK海力士开发出全球首款HBM3,在HBM市场超越全球第一存储器厂商——三星电子。 2023年4月,海力士开发出12层HBM3 DRAM产品,内存容量为业内最大的24GB。 2023年8月,海力士又推出第五代HBM DRAM——HBM3E,用于AI应用,并向英伟达提供了样品以做性能评估。美光科技则越过研发HBM3,直接研发并量产HBM3E,并在2023年底向英伟达增加HBM3E的供应量。 图6:2023年HBM市场呈现三足鼎立格局 图7:HBM持续更新迭代,性能逐步提升 虽然目前HBM市场仍以韩国和美国公司为主导,但我国公司正在积极布局,推进HBM国产化进程。其中武汉新芯和长鑫储存两家公司步伐较快,2024年,武汉新芯发布了《高带宽存储芯粒先进封装技术研发和产线建设》招标项目,利用三维集成多晶圆堆叠技术,打造更高容量、更大带宽、更小功耗和更高生产效率的国产高带宽存储器(HBM)产品,拟新增设备16台套,拟实现月产出能力>3000片(12英寸)。长鑫存储则与封装和测试厂通富微电合作开发了HBM样品,并向潜在的客户展示。虽然目前我国国产HBM尚无法实现量产,但在材料、技术等领域已有突破,国产化进程步伐加快。 图8:武汉新芯和长鑫储存等公司正在积极布局,推进HBM国产化进程 HBM的技术难点主要体现在封装工艺上。HBM的封装是将每一片DRAM晶圆叠齐后再做切割,为了让堆叠更薄,会在硅晶圆上穿孔并以金属物质填满用以通电,这种打洞技术即硅通孔(TSV, Through Silicon Via)。推进封装工艺创新是提高HBM性能、降低功耗的关键。环氧塑封料、环氧树脂、Low-a球铝/球硅、底部填充胶、封装基板是HBM封装所需重要原材料,除此之外,封装测试也是HBM封装的重要环节。 表2:环氧塑封料、环氧树脂、Low-a球铝/球硅、底部填充胶、封装基板是HBM封装所需重要原材料 在高带宽存储器(HBM)封装技术中,Low-α射线球形氧化铝是关键填充材料。 Low-α射线球形氧化铝能够减少信号串扰、提高信号完整性、保障HBM芯片的高性能运行。当前,Low-α射线球形氧化铝已成功应用于HBM封装,壹石通、联瑞新材、天马新材等公司已有相关产品。根据QY Research数据,2023年全球球形氧化铝填料市场规模已达到3.98亿美元,预计2029年将增长至6.85亿美元,CAGR为9.5%。 图9:球铝球形度好,无棱角,粒度分布更均一 图10:2023年球形氧化铝填料市场规模为3.98亿美元 2、天马新材:新增球形氧化铝、电子陶瓷粉体、勃姆石产线 天马新材长期专注于先进无机非金属材料领域,主要产品为精细氧化铝粉体材料,是具备稀缺性的精细氧化铝粉体国产化领军企业。天马新材被工信部认定为国家级专精特新“小巨人”企业,并授予“制造业单项冠军示范企业”的荣誉称号。2022年公司在北交所成功上市,借助北交所上市募投资金加速实现多元业务发展。募投规划重点为球形氧化铝粉体(主要用于高导热材料等)、电子陶瓷粉体以及勃姆石,主要面向半导体封装、电子制造、锂电池隔膜涂覆等多类高端制造领域。 图11:公司针对现有产品大幅扩产,同时开拓新产品和新应用领域 2.1、球形氧化铝:2007年已掌握制备技术,年产5千吨生产线已完成27% 球形氧化铝产品是一种导热填充材料,以氧化铝为原材料,经过气流粉碎、球形化、表面包覆、除杂等工序制备而成,具有易分散性、产品粒径可控且颗粒均匀、球形化率高、磁性异物含量低、导热性好、体积填充率高的特点,主要作为填充材料应用于环氧树脂和有机硅中,用于生产导热界面材料。 表3:封装填料的核心衡量标准包括多类参数,球形氧化铝整体具备优势 天马新材是国内较早一批进行高导热球形氧化铝粉体材料研发的企业,拥有独到的矿化剂选择和配方控制技术、不同粒度的均化技术、球形工艺技术、球形分选技术、粒度分选技术等核心技术。公司生产的球形氧化铝产品对标日本进口产品的技术参数和性能,产品质量稳定,量产后相较于进口产品具有成本优势。公司提供QW和SW两个系列的球形氧化铝产品,具有晶体形貌好,近似球形的特点,可应用于高导热凝胶、高导热垫片、电子封装等行业。两个系列的球形氧化铝产品在SiO、NaO、LOI、水分等指标上存在一定差异,可适配客户不同需求。 表4:公司提供QW和SW两个系列的球形氧化铝产品,在SiO、NaO、LOI、水分等指标上存在一定差异 从产能产量来看,2007年以来,作为国内较早研发球形氧化铝的企业之一,公司持续稳定供应该类产品,在技术先进性和品质稳定性方面得到市场认可,并获得国家创新基金支持,已经具备了大规模产业化条件。但在2022年以前,公司受制于产能规划,球形氧化铝产量较少,2021球形氧化铝粉末产量仅86吨,无法满足下游应用日益增长的需求。 图12:2021年公司产能共2.9万吨(单位:吨) 图13:2021球形氧化铝粉末产量仅86吨 为解决产能产量较少的问题,公司利用募投资金,在建年产5千吨的球形氧化铝生产线。2023年底,高导热填充粉体生产基地在建工程规模已达1603万元,已完成工程进度的27%。目前该生产线处于设备安装阶段,预计2024年年中有新产能释放。该产线投产后,将进一步完善球形氧化铝产品品类,满足客户定制化的系列产品需求,同时将助推该类产品向更高端的应用领域发展。 图14:2023年底高导热填充粉体生产基地在建工程规模已达1603万元 从客户情况来看,东莞东超为公司球形氧化铝现有主要客户。东莞东超将球形氧化铝加工后进一步销售至湖北回天、生益电子、深圳博恩以及深圳鸿富诚等用于生产导热硅胶、导热凝胶等导热界面材料。公司与广东乐图、天津莱尔德等国内外主要从事导热材料生产和销售的企业均建立了良好的合作关系,产品品质得到认可,待募投项目建成后可以大面积推广。此外,浙江新纳生产陶瓷芯片需要球形氧化铝作为隔粘砂起到传导热量作用,台湾九豪也在与公司验证球形氧化铝在高端芯片封装体内隔粘砂的应用需求。 2.2、电子陶瓷粉体:2023实现营收0.7亿,主要客户三环集团业绩回暖 公司自主研发生产的电子陶瓷用粉体材料晶体形貌好、易烧结、可磨性好、粒度分布合理、物理流动性好,经其烧制的电子陶瓷具备成瓷密度高、表面光洁、收缩率稳定、机械强度高、韧性好、电绝缘性好等产品性能,因此为使用流延法制备电子陶瓷的理想原料。 图15:公司电子陶瓷粉体用于制造半导体和电子制造领域的基片、封装材料等 2022年全球电子陶瓷市场已达1860亿元,近年来稳步增长,中商产业研究院预计2024年将上升至2064亿元;其中中国市场2022年规模达998亿元,较2018年的577亿元实现