คอขวด CoWoS ของ TSMC กำลังเขย่าโซ่อุปทานชิป AI ใหม่ทั้งระบบ

ผลที่ตามมาคือ ต่อให้ผลิตชิปประมวลผลได้สำเร็จ ชิปนั้นก็ยังไม่กลายเป็นตัวเร่ง AI ที่พร้อมใช้งาน หากไม่มี HBM หรือไม่มีคิวสำหรับแพ็กเกจขั้นสูง

งานวิเคราะห์จาก Epoch AI ประเมินว่า NVIDIA, Google, AMD และ Amazon รวมกันใช้กำลังการผลิต CoWoS และซัพพลาย HBM ทั่วโลกมากกว่า 90% เมื่อคิดตามมูลค่าในปี 2025 ทั้งที่บริษัททั้งสี่คิดเป็นสัดส่วนเพียงประมาณ 12% ของการผลิตชิป logic ขั้นสูง ตัวเลขนี้สะท้อนว่า จำนวนชิปประมวลผลบนเวเฟอร์เพียงอย่างเดียวไม่ใช่ตัวชี้วัดที่ดีของจำนวนชิป AI ที่ผลิตเสร็จพร้อมใช้งาน

ระยะเวลารอคอย CoWoS ที่ถูกรายงานว่าอยู่ราว 52–78 สัปดาห์ และการจองกำลังผลิตที่ลากยาวถึงปี 2027 ทำให้ปัญหานี้มีลักษณะเป็นคอขวดหลายปี ลูกค้าที่จองกำลังผลิตล่วงหน้าได้จึงมีความได้เปรียบเหนือบริษัทขนาดเล็กหรือผู้เล่นหน้าใหม่ แม้ชิป logic ของพวกเขาจะผลิตเสร็จแล้วก็ตาม

TSMC เพิ่มกำลังผลิตเร็ว แต่ความต้องการก็เร่งตัวเช่นกัน

ประมาณการอุตสาหกรรมระบุว่า TSMC มีกำลังการผลิต CoWoS ราว 35,000 เวเฟอร์ต่อเดือนในช่วงปลายปี 2024 และอาจเพิ่มขึ้นสู่ประมาณ 120,000–130,000 เวเฟอร์ต่อเดือนภายในสิ้นปี 2026 นับเป็นการขยายตัวอย่างมาก แต่กำลังผลิตใหม่ยังถูกดูดซับอย่างรวดเร็วจากความต้องการชิป AI

ตัวเลขจากแต่ละแหล่งอาจแตกต่างกันตามนิยามและขอบเขต บางรายนับเฉพาะ CoWoS ของ TSMC ขณะที่บางรายรวมกำลังผลิตที่มีลักษณะใกล้เคียง CoWoS หรือการแพ็กเกจที่จ้างผู้ให้บริการภายนอกด้วย

Morgan Stanley คาดการณ์ว่าความต้องการ CoWoS ทั่วโลกจะเพิ่มจาก 1.394 ล้านเวเฟอร์ในปี 2026 เป็น 2.694 ล้านเวเฟอร์ในปี 2027 และประเมินว่ากำลังการผลิต CoWoS รายเดือนของ TSMC อาจแตะ 200,000 เวเฟอร์ภายในสิ้นปี 2027 ตัวเลขเหล่านี้เป็นการคาดการณ์ ไม่ใช่ผลผลิตที่ยืนยันแล้ว แต่ชี้ให้เห็นขนาดของการลงทุนที่จำเป็นเพียงเพื่อไล่ให้ทันความต้องการ

TSMC ยังสำรวจทางเลือกในระยะยาว เช่น โครงการนำร่อง CoPoS ซึ่งใช้แผงขนาด 310×310 มิลลิเมตร และตั้งเป้าเริ่มผลิตจำนวนมากช่วงปลายปี 2028 หรือปี 2029 ดังนั้น CoPoS จึงอาจเป็นเส้นทางเพิ่มกำลังผลิตในอนาคต มากกว่าจะเป็นคำตอบสำหรับปัญหาขาดแคลนในปัจจุบัน

ทำไมโรงงาน Intel ในมาเลเซียจึงกลายเป็นจุดสนใจ

รายงานที่อ้างแหล่งข่าวในอุตสาหกรรมระบุว่า คำสั่งซื้อแพ็กเกจชิปขั้นปลายบางส่วนสำหรับลูกค้ารายใหญ่ที่ใช้บริการร่วมกันกำลังไหลไปยังโรงงานของ Intel ในมาเลเซีย เนื่องจากกำลังการผลิต CoWoS ของ TSMC เต็มแล้ว หากเป็นจริง รูปแบบดังกล่าวจะทำให้คู่แข่งสองรายเข้ามาอยู่ในกระบวนการผลิตเดียวกัน โดย TSMC ยังคงเดินหน้าผลิตเวเฟอร์ ส่วน Intel รับผิดชอบขั้นตอนแพ็กเกจบางรายการ

แต่ TSMC และ Intel ยังไม่ได้ยืนยันข้อมูลนี้ต่อสาธารณะตามรายงานที่มีอยู่ หลักฐานอีกชิ้นที่ช่วยสนับสนุนสมมติฐานดังกล่าวในเชิงอ้อมคือ รายงานการส่งออก HBM มูลค่าประมาณ 1.3 พันล้านดอลลาร์ไปยังมาเลเซีย

ข้อมูลนี้สอดคล้องกับความเป็นไปได้ที่ HBM จะถูกส่งต่อไปยังสถานที่แพ็กเกจในมาเลเซีย แต่ไม่ได้ระบุลูกค้า ผลิตภัณฑ์ กระบวนการผลิต หรือเงื่อนไขสัญญา จึงยังไม่สามารถใช้ยืนยันได้ว่ามีการโยกคำสั่งซื้อจาก TSMC ไปยัง Intel โดยตรง

ข้อสรุปที่รอบคอบกว่าคือ มาเลเซียกำลังมีความสำคัญมากขึ้นในเส้นทางการผลิตแพ็กเกจชิปขั้นสูง และ Intel มีโอกาสรับงานบางส่วนในช่วงที่ลูกค้าต้องมองหากำลังผลิตนอกระบบของ TSMC ซึ่งถูกจัดสรรจนเต็ม

EMIB-T เป็นทางเลือกที่น่าสนใจ แต่ยังไม่ใช่ทางออกฉับพลัน

เทคโนโลยี EMIB ของ Intel ใช้สะพานซิลิคอนขนาดเล็กฝังอยู่ในซับสเตรตเพื่อเชื่อมต่อชิปแต่ละตัว แทนการใช้ silicon interposer แผ่นใหญ่คลุมทั้งแพ็กเกจแบบที่พบใน CoWoS วิธีนี้อาจลดปริมาณซิลิคอนที่ต้องใช้และช่วยให้ต้นทุนวัสดุของแพ็กเกจขนาดใหญ่ที่มีหลายชิปดีขึ้น

รายงานอุตสาหกรรมประเมินว่า EMIB-T มีอัตราผลผลิตในระดับแพ็กเกจใกล้ 90% และมีราคาแพ็กเกจต่ำกว่า CoWoS ของ TSMC ราว 40–50% ตัวเลขดังกล่าวสะท้อนศักยภาพเชิงพาณิชย์ แต่ยังไม่ใช่ข้อมูลอัตราผลผลิตหรือต้นทุนแบบเปรียบเทียบโดยตรงที่เผยแพร่อย่างเป็นอิสระ

จุดอ่อนสำคัญอยู่ที่ซับสเตรต Unimicron ระบุว่า EMIB-T ยังไม่ใช่เทคโนโลยีที่สมบูรณ์เต็มที่ โดย Unimicron, Ibiden และ Shinko Electric มีรายงานว่าตั้งเป้าอัตราผลผลิตเริ่มต้นของซับสเตรตราว 50% สำหรับการผลิตจำนวนมากช่วงปลายปี 2027

ดังนั้น อัตราผลผลิตของตัวแพ็กเกจที่ใกล้ 90% เพียงอย่างเดียวไม่เพียงพอ ระบบทั้งหมดต้องมีซัพพลาย ABF substrate ขนาดใหญ่และซับซ้อนที่ผลิตได้สม่ำเสมอในอัตราผลผลิตที่ยอมรับได้ด้วย

Intel ระบุว่า EMIB-T กำลังมุ่งสู่การผลิตระดับสูงเพื่อรองรับการเพิ่มกำลังผลิตของลูกค้าในปี 2027 ทำให้เทคโนโลยีนี้เป็นทางเลือกที่น่าเชื่อถือสำหรับการกระจายซัพพลาย แต่ยังเป็นทางออกในระยะกลางมากกว่าการปลดล็อกคอขวด CoWoS ทั่วทั้งอุตสาหกรรมในทันที

CoWoS เทียบกับ EMIB-T: หลักฐานสาธารณะบอกอะไร

การเปรียบเทียบขนาดแพ็กเกจต้องทำด้วยความระมัดระวัง เพราะขนาดใช้งานจริงขึ้นอยู่กับรุ่นของ CoWoS การออกแบบ reticle และ interposer ตำแหน่งสะพานซิลิคอน ซับสเตรต จำนวน HBM รวมถึงข้อจำกัดด้านความร้อนและพลังงาน การนำตัวเลขขนาดสูงสุดหรือจำนวน reticle จากแผนงานคนละชุดมาเรียงอันดับแบบตรงไปตรงมาอาจทำให้เข้าใจผิด

สิ่งที่เห็นได้ชัดกว่าในระยะใกล้คือ CoWoS มีใช้งานแล้วแต่ต้องจัดสรรตามคิว ส่วน EMIB-T มีเป้าหมายเพิ่มเป็นทางเลือกที่ผ่านการรับรองตั้งแต่ปี 2027 เป็นต้นไป

Unimicron และ ASE กำลังกลายเป็นชิ้นส่วนสำคัญของคำตอบ

คอขวดนี้ไม่ได้สร้างโอกาสให้เฉพาะ Intel เท่านั้น Unimicron กำลังทำงานร่วมกับ Intel และซัพพลายเออร์จากญี่ปุ่นสองรายเพื่อพัฒนาซับสเตรตสำหรับ EMIB-T พร้อมกับขยายกำลังผลิต ABF substrate สำหรับ GPU AI ชิป AI แบบสั่งทำ และระบบประมวลผลสมรรถนะสูง หรือ HPC

ความท้าทายของ Unimicron ไม่ใช่เพียงการเพิ่มกำลังผลิตตามตัวเลขบนกระดาษ แต่คือการยกระดับอัตราผลผลิตของซับสเตรตที่มีขนาดใหญ่และโครงสร้างซับซ้อนเป็นพิเศษ

ASE ซึ่งเป็นผู้ให้บริการประกอบและทดสอบชิปภายนอก หรือ OSAT ก็มีโอกาสรับงานประกอบและทดสอบ รวมถึงงานล้นจากผู้ผลิตรายอื่น แต่ ASE ไม่ใช่ตัวแทนที่สามารถนำมาแทนกระบวนการ CoWoS แบบบูรณาการของ TSMC ได้ทันที การถ่ายโอนงานยังขึ้นอยู่กับการรับรองจากลูกค้า แหล่งจัดหา interposer หรือ RDL การประกอบ HBM และข้อกำหนดด้านการทดสอบ

นี่จึงเป็นเหตุผลที่การตอบสนองของอุตสาหกรรมเริ่มกระจายตัวมากขึ้น กำลังผลิตไม่ได้ถูกมองหาเฉพาะจากโรงงานผลิตชิป แต่รวมถึงผู้ให้บริการ OSAT ผู้ผลิตซับสเตรต ผู้ผลิตหน่วยความจำ และผู้ผลิตวัสดุด้วย

ผลกระทบต่อโครงสร้างพื้นฐาน AI

ผลกระทบที่เห็นได้ทันทีคือการส่งมอบชิปเร่งความเร็วที่ช้าลงและคาดการณ์ได้ยากขึ้น การขาดแคลน HBM หรือแพ็กเกจชิปขั้นสูงเพียงอย่างใดอย่างหนึ่งก็สามารถทำให้ระบบ AI ทั้งชุดล่าช้าได้ แม้ชิป logic จะพร้อมใช้งานแล้วก็ตาม นอกจากนี้ยังทำให้ลูกค้ารายใหญ่ที่มีอำนาจซื้อและสามารถจองกำลังผลิตล่วงหน้าได้เปรียบมากขึ้น

สำหรับผู้ให้บริการศูนย์ข้อมูล ปัญหานี้อาจทำให้การติดตั้งคลัสเตอร์สำหรับฝึกโมเดลล่าช้า และเพิ่มความสำคัญของสัญญาจัดหาวัตถุดิบหรือกำลังผลิตระยะยาว

สำหรับผู้ออกแบบชิป การเปลี่ยนออกจาก CoWoS ก็ไม่ใช่แค่การหาสายการผลิตที่ยังมีคิวว่าง แต่ต้องออกแบบและรับรองระบบใหม่ให้สอดคล้องกับโครงสร้างการเชื่อมต่อ ซับสเตรต การจัดวาง HBM ระบบระบายความร้อน และกระบวนการทดสอบที่แตกต่างกัน

แรงกดดันยังขยายไปยังชิ้นส่วนที่เกี่ยวข้อง เช่น HBM, ABF substrate, งานประกอบและทดสอบ วัสดุแพ็กเกจ และส่วนประกอบอื่น ๆ อย่างไรก็ตาม หลักฐานที่มีอยู่ยังไม่เพียงพอจะยืนยันการขาดแคลนหรือแรงกระแทกด้านราคาที่วัดได้ในอุตสาหกรรมที่ไม่ใช่ AI โดยเฉพาะ ข้อสรุปที่รองรับได้ชัดเจนที่สุดคือเกิดการเบียดบังทรัพยากรภายในระบบซัพพลายเซมิคอนดักเตอร์ช่วงหลังการผลิตและระบบหน่วยความจำ มากกว่าจะเป็นวิกฤตที่กระทบเศรษฐกิจทุกภาคส่วนอย่างมีตัวเลขยืนยัน

บทสรุป

ข้อจำกัดของ CoWoS กำลังเปลี่ยนแผนที่การแข่งขันของฮาร์ดแวร์ AI งานแพ็กเกจขั้นปลายบางส่วนอาจไหลไปยัง Intel ในมาเลเซีย ขณะที่ ASE และผู้ผลิตซับสเตรตมีความสำคัญทางยุทธศาสตร์มากขึ้น และ EMIB-T ของ Intel ก็กลายเป็นทางเลือกที่ถูกจับตามองในฐานะเส้นทางที่สอง

แต่หลักฐานที่มีอยู่ยังสนับสนุนข้อสรุปแบบระมัดระวัง ไม่ใช่เรื่องราวว่า Intel เข้ามายึดตลาดแทน TSMC แล้ว CoWoS ยังเป็นเทคโนโลยีหลักที่ผ่านการรับรองและใช้งานจริงในวงกว้าง ส่วนข้อได้เปรียบด้านต้นทุนและอัตราผลผลิตของ EMIB-T ที่มีการรายงานยังถูกหักล้างด้วยความไม่แน่นอนของอัตราผลผลิต ABF substrate และกรอบเวลาการผลิตจำนวนมากในปี 2027

โซ่อุปทานชิป AI กำลังแตกแขนงออกเป็นหลายผู้เล่น เพราะอุตสาหกรรมจำเป็นต้องเพิ่มทางเลือก ไม่ใช่เพราะมีเทคโนโลยีที่เข้ามาแทนที่ TSMC ได้อย่างสมบูรณ์ในระดับการผลิตจำนวนมากแล้ว