显卡卡住了算力的脖子，Low-α射线球形氧化铝又卡住了显卡的咽喉|hbm|low|咽喉|填料|射线|显卡|氧化铝|球形

持续涨价的算力卡核心

熟悉存储圈的科技粉都知道，对于HBM供应而言，供不应求已经早有耳闻。

前不久，SK 海力士已将其 DDR5 DRAM 芯片提价 15%-20%。供应链人士称，海力士 DDR5 涨价主要是因为 HBM3/3E 产能挤占。而大摩预计，内存将迎来新一轮超级周期，内存行业的定价权优势将进一步凸显。

AI快速发展将导致DRAM和HBM的供需失衡，预计2025年HBM的供应不足率为-11%，整个DRAM市场的供应不足率为-23%。特别是HBM的需求量将大幅增加，可能占总DRAM供应的30%。美光科技更称，内存芯片供不应求，2024-25年HBM内存芯片已经售罄。

HBM属于DRAM（动态随机存取存储器）中的一个类别，通过将多个存储器堆叠在一起，形成高带宽、高容量、低功耗等优势，突破了内存容量与带宽瓶颈。随着AI大模型兴起，HBM成为当前人工智能服务器图形处理器存储单元的主流解决方案。

具体产品方面，英伟达最新推出的NVIDIA HGX™ H200，该平台基于NVIDIA Hopper架构，是首款提供HBM3e内存（速率更快、容量更大）的GPU，以加速生成式AI和大语言模型，同时推进HPC工作负载的科学计算。而根据外媒的拆解，H100的成本接近3000美元，而其中占比最高的是来自海力士的HBM，总计达到2000美元左右，超过制造和封装，成为成本中最大的单一占比项。

在AI场景中，英伟达的GPU芯片不再是单独售卖：从流程上，英伟达首先设计完GPU，然后采购海力士或其他供应商的HBM，最后交由台积电利用CoWoS封装技术将GPU和HBM封装到一张片子上，最终交付给AI服务器厂商。对于算力卡而言，HBM绝对是核心组成部分，而HBM产能除受制于各大存储厂商规划外，最关键的还受制于Low-α球铝/球硅材料供给。

HBM封装环节的关键材料

在半导体器件中，天然放射性元素铀会携带α粒子，当其被射入微电子器件灵敏区时，会发生单粒子效应，导致CPU运行异常，因此环氧塑封料（EMC）中α粒子含量对芯片稳定运行具有一定影响。

尤其是HBM这种高集成度芯片中的元件往往非常小，存储的电荷也相对较少，这使得HBM存储芯片更容易受到α粒子的干扰，对软错误的敏感性更高。因此，为了保证HBM可靠性，提升产品的核心竞争力，往往要求HBM封装填料的α粒子含量远低于其他器件。

EMC 环氧塑封材料示意图

而颗粒环氧塑封料（GMC）是EMC的一种，具有加工成型性好、热膨胀系数低等特点。Low-α球硅及球铝是颗粒环氧塑封料（GMC）用主要填料，占GMC重量的80%以上。

作为GMC主要功能填料，Low-α球硅及球铝主要应用在光电子器件、集成电路先进封装中，尤其是HBM（高带宽存储器）先进封装。

目前，基于HBM封装填料的低放射性要求，通常采用1ow-a放射球硅和Low-a放射球铝作为HBM的封装填料。

其中二氧化硅具有较低的热膨胀系数，可以较好地匹配环氧模塑料(EMC)，但由于其导热系数较低，仅为1.4- 1.5w/(m⋅K)，难以适配集成度越来越高的应用场景，而导热系数为30 w/(m⋅K)左右的氧化铝则可以为HDM存储芯片提供更好的散热性能。实际制造流程中，Low-a球硅往往会与Low-a球铝复配混用，但在散热要求越高的场景，Low-a球铝的占比会越高，甚至全部使用。

中日韩三国的角力场

如今随着HBM成为了时下存储中最为火热的一个领域，Low-α射线球形氧化铝凭借高热导率、低放射性，其市场需求也正在快速增长，根据astute analytica的预测，2021~2027年HBM总市场规模的年复合增长率为31.3%，测算出Low-α球硅到2025年在GMC领域的市场空间将分别达到87.31亿元，为2023年的2.28倍。

Low-α材料市场前景虽好，但其制造门槛也高。由于球形氧化铝粉末中的天然放射性元素铀的含量取决于原料中的铀含量，因此重要的是使用铀/钍含量尽可能低以制备具有低铀含量的球形氧化铝粉末，这导致了 Low-a球铝的高技术门槛与生产难度。

目前，全球核心厂商主要分布在日本、韩国和中国。Tatsumori（日本龙森公司）、Admatechs（日本雅都玛公司）、Denka（日本电化学株式会社）、Micron（美光）等拿到全球Low-α材料市场24%左右的市场份额。

而随着近年来国内产能不断扩大，中国产品的市场份额有望扩大。2021 年联瑞新材、华飞电子的销量市占率分别为 12%和 6%，已在一定程度上对日本等发达国家高端硅微粉形成进口替代，且进口替代率有望随着国内厂商产能扩建进一步提升。

然而，对于以 Admatechs 为主的高端材料——0.01μm-10μm，竞争格局短期内不会改变，国产替代还需努力。

国产厂商壹石通表示，其生产的Low-α射线球形氧化铝能够满足下游客户对芯片封装材料的高导热、Low-α射线控制、纳米级形貌等指标的要求，并且预计未来2-3年可能会迎来高速增长。而Low-α材料的制造涉及复杂的工艺和严格的质量控制，需要企业不断投入资源进行技术研发和产品创新。国内企业应加强与高校、科研机构的合作，共同攻克关键技术难题，推动Low-α材料技术的进步。