财联社(上海,编辑 周辰)讯 在人工智能算力需求爆发式增长的背景下,高带宽存储器(HBM)的先进制程竞赛再掀波澜。据最新产业链消息,三星电子已确认其下一代HBM5产品将采用2纳米Gate-All-Around(GAA)工艺制造。这一技术路线调整不仅标志着HBM在制程节点上跨越式演进,更将深度重塑存储芯片测试设备的需求格局——据行业权威机构测算,HBM存储测试机需求约为传统DRAM的5至6倍。国内半导体测试设备领域已出现破局者,某头部厂商产品成功通过国内主要存储器件厂商验证并实现批量销售。

工艺革新:2纳米GAA驱动HBM5性能跃升

HBM5作为新一代高带宽存储器,将通过2纳米GAA工艺实现晶体管密度与能效的双重突破。相较于目前主流的10纳米级别工艺,2纳米GAA技术通过垂直堆叠的纳米片结构取代传统FinFET,显著增强栅极对沟道的控制能力,从而在更小尺寸下大幅降低漏电流、提升开关速度。三星此次明确将GAA工艺引入存储芯片制造,意味着HBM5将在单芯片内集成更多堆叠层数(预计达16层以上),同时将数据传输速率提升至10Gbps以上,以满足GPU、AI加速器等高性能计算场景对带宽和功耗的极致要求。

业内人士指出,HBM5采用2纳米节点,将导致芯片复杂度成倍增加。更精细的线宽、更密集的互联结构以及更大的芯片面积,使制造过程中的缺陷率风险上升,同时对测试环节的精度、覆盖率和稳定性提出前所未有的挑战。

测试需求爆发:HBM测试设备市场迎结构性机遇

机构测算显示,HBM存储测试机的需求强度约为传统DRAM的5至6倍。这一差异源于HBM独特的3D堆叠架构和严苛的可靠性要求。传统DRAM测试主要针对单个Die进行功能验证,而HBM则需要经历芯片级、堆叠级和封装级的全流程测试。具体而言,HBM测试需完成三大核心环节:晶圆级测试需覆盖2纳米工艺带来的复杂时序和功耗特性;堆叠后测试必须验证TSV(硅通孔)互联的完整性、热应力影响及信号完整性;系统级测试则需模拟GPU/CPU协同工作环境下的数据吞吐和纠错能力。

此外,HBM5的2纳米工艺还引入了全新的GAA结构参数,传统测试机台难以完全匹配,需要测试设备供应商同步开发新方案。这为具备高精度模拟IC测试、高频数字测试以及三维封装测试能力的厂商创造了增量市场。机构预计,2025-2028年全球HBM测试设备市场规模将从20亿美元迅速攀升至80亿美元以上,复合增长率超过40%。

国产替代提速:核心测试设备厂商率先突围

在这一轮HBM扩产浪潮中,国内半导体测试设备企业已展现出极强的响应能力。据产业链最新信息,国内领先的半导体测试系统供应商华峰测控(688200.SH) 自主研发的STS8300系列存储测试机,已通过国内主要存储器件厂商的全面验证,并在HBM相关测试产线实现批量销售。该产品覆盖从Wafer Sort到Final Test的全流程,支持AI高速测试模式和自适应并行算法,能够有效应对2纳米工艺带来的高功耗密度和时序收敛难题。

华峰测控在HBM测试领域的突破,不仅打破了海外巨头(如Teradyne、Advantest)在高阶存储测试机市场长达数十年的垄断,更为国内存储产业链的自主可控提供了关键拼图。公司相关负责人表示,目前在手订单已排产至2026年,HBM专用测试机单价较传统DRAM测试机高出3至5倍,毛利率显著优于公司整体水平。随着三星、SK海力士等头部厂商HBM5产能规划加速落地,国产测试设备有望进一步扩大份额。

产业链共振:HBM5推动先进封装与材料升级

HBM5的2纳米GAA工艺还带动了上下游协同创新。在封装端,TSV工艺的微孔直径将从当前10微米缩小至5微米以下,需要更高精度的刻蚀与电镀设备;在材料端,低介电常数绝缘材料和新型散热方案(如嵌入式微流道散热)成为研发重点。国内相关设备商如盛美上海(清洗设备)、中微公司(刻蚀设备)以及德龙激光(激光晶圆切割)已开始布局适配HBM5的解决方案。

展望后市,随着人工智能大模型持续迭代,HBM作为数据传输效率瓶颈的关键突破点,其战略重要性已不言而喻。三星HBM5采用2纳米GAA工艺,不仅为存储芯片代工厂之间的技术竞赛按下加速键,更将测试设备产业推入“量价齐升”的黄金周期。对于国内企业而言,抓住HBM测试设备国产化窗口期,以高性能、低成本的解决方案切入全球供应链,既是技术攻坚的使命,亦是产业升级的必然选择。