AI 帶動嘅芯片荒,已經唔係「多起幾座晶圓廠」就可以即刻解決。台積電正以約 20 座廠房嘅空前規模擴建——包括台灣約 13 座,以及海外五至六座——但 AI 運算需求增長得太快,而且整條供應鏈必須同步擴容:先進晶圓、CoWoS 封裝、高效能記憶體、專用設備、水電供應,以至建廠同量產所需嘅專業人手,缺任何一項都會成為樽頸。
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起廠多,唔等於 AI 伺服器即刻有貨
一枚 AI 加速器除咗要用最先進嘅邏輯晶片,仲要配合 CoWoS(Chip on Wafer on Substrate)先進封裝,以及大量高頻寬記憶體等專用記憶體。晶圓產量即使提高,只要封裝或記憶體供應追唔上,最終仍然砌唔成可交付嘅 AI 運算系統。
而且,晶圓廠由動工、安裝設備、試產到良率提升,需時以年計;近 20 座廠房亦係分階段落成,唔會喺短時間內同時變成可用產能。台積電預計 CoWoS 產能喺 2022 至 2027 年嘅複合年增長率會超過 80%,正好反映先進封裝要急速追趕 AI 需求。
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真正難題:人手、基建同供應鏈要一齊到位
晶圓廠係高度複雜嘅基建工程。喺美國亞利桑那州,台積電已表明當地擴建面對建築工人短缺;當地第二座廠正準備入設備,第三座廠施工中,第四座廠及首個先進封裝設施亦已開始前期工作。
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台灣方面,台積電亦曾指出最缺乏嘅係人才,並關注供水問題。業界長期所講嘅「五缺」——水、電、勞工、土地及人才——喺多個大型項目同期推進時會更加尖銳:建築團隊、工程師、設備商、電網容量同工業用地,都要互相競爭。
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換句話講,台積電加大投資固然會增加未來供應,但建廠本身都需要有限嘅人手、材料、基建同設備。產能建設速度,未必追得上 AI 數據中心喺短期內落單嘅速度。
CoWoS 同記憶體點解特別容易卡住?
CoWoS 要將邏輯晶片同記憶體以極高精度整合,製程對良率十分敏感,擴產唔係單靠增加面積就得。另一方面,AI 數據中心大量消耗高效能記憶體,供應商即使加碼投資,亦需要時間完成建設、驗證同穩定量產。
SK 集團會長崔泰源曾表示,整個行業嘅晶圓供應較需求落後逾兩成;要增加晶圓產能,至少要四至五年,現時短缺或會持續到 2030 年左右。
5 呢個判斷亦說明,AI 供應緊張唔係單一公司嘅產能問題,而係跨越晶圓、記憶體、封裝及系統組裝嘅連鎖制約。
可以靠 AI 提高廠房效率,但唔能夠取代實體產能
台積電可以利用 AI 協助改善製程控制、設備使用率、良率學習、故障偵測同廠內排程,從現有工具爭取更多合格產出。不過,呢類方法主要係提升效率,唔可以代替新建廠房、封裝線、記憶體產線,以及相應嘅水電和專業人手。
記憶體供應商亦正研究海外擴產。SK 集團正檢視包括日本在內嘅新記憶體廠選項,亦未排除同日本 NAND 快閃記憶體廠商鎧俠(Kioxia)進行聯合生產或研發合作。不過,呢啲目前仍屬考慮中方案,未係已落實嘅投資承諾。
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需求前景強,但長線預測唔係保證
AI 基建帶動嘅需求,令業界對芯片市場規模預測不斷上調。SEMI 預計,全球半導體市場到 2030 年可超過 2 萬億美元,主要受 AI 基建對先進邏輯晶片、高頻寬記憶體及企業級 SSD 嘅需求推動。
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不過,呢類數字係行業預測,唔係必然結果。台積電較早前對 2030 年全球芯片市場嘅預測係超過 1.5 萬億美元。
4 最終規模仍取決於 AI 需求可唔可以持續、產品價格、記憶體與封裝擴產速度,以及水電、人才和設備等實際樽頸幾時紓緩。
**結論係:**台積電近 20 座廠房嘅擴建,對中長期增加供應非常重要;但 AI 芯片並非只由晶圓廠決定。當封裝、記憶體、建築人手、製程人才和基建任何一環未能同步加速,全球 AI 算力供應仍會維持緊張。