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谷歌的 TPU 在被外部採用後,成為了人工智能領域的頭條新聞;然而,這其中存在一個可能成為重大制約因素的方面。
在當今人工智能計算領域,人們對專用集成電路(ASIC)的興趣空前高漲,這主要是因為人們普遍認為,在人工智能應用的下一階段——推理階段,像谷歌的TPU這樣的芯片將憑藉更低的總體擁有成本和更優異的性能佔據主導地位。隨着谷歌第七代Ironwood TPU的推出,Meta和Anthropic等公司紛紛表示有興趣將ASIC集成到他們的工作負載中,TPU被外部採用的趨勢也愈發明顯。然而,如果谷歌想要進軍基礎設施市場,供應鏈的限制將構成巨大的挑戰。
據《中國時報》報道,谷歌的TPU芯片產量可能無法達到市場預期,主要原因是該公司難以從臺積電等供應商處獲得先進的封裝材料,而這對於成功量產至關重要。諸如CoWoS之類的技術是芯片製造商大幅提升芯片性能的一種途徑。以TPUv7為例,谷歌採用了MCM(多芯片模塊)設計,可以將多個芯片集成到一個統一的封裝中。
TPUv7 並非採用大型單芯片,而是將多個硅芯片集成在硅中介層上,並通過微凸點陣列連接各個芯片組。這最終實現了可擴展性,並針對矩陣乘法器和推理架構優化了內部設計。值得一提的是,Ironwood 還通過中介層佈線將網絡 PHY 和路由邏輯直接集成到封裝中,最終實現了超低延遲的 D2D 連接。先進的封裝技術是谷歌 TPU 技術棧不可或缺的一部分,因此該公司必須確保足夠的產能以擴大其外部應用。
富邦研究院預測,谷歌2026年的TPU出貨量將低於主流分析機構的預期,主要原因是CoWoS瓶頸問題不容忽視。臺積電現有的供應鏈已完全專注於蘋果和英偉達的產品,因此,即便臺積電已投入巨資提升產能,再為先進封裝技術引入其他客戶也並非易事。鑑於谷歌在量產方面仍處於供應鏈的後起之秀,其訂單自然排在最後。
這當然並不意味着TPU不會被採用,而是行業內部的瓶頸使得谷歌難以向廣泛的客戶羣體提供其定製芯片。谷歌解決這一問題的一種方法是與英特爾或安靠等公司合作進行先進封裝,而且有傳言稱這家科技巨頭已經在探索EMIB-T解決方案。人工智能供應鏈在滿足客戶訂單方面具有高度不確定性,因此我們無法確定谷歌的下一步行動。
臺積電CoWoS大爆單
臺積電受惠Nvidia英偉達、Google、亞馬遜、聯發科等大客戶AI與高速運算(HPC)訂單湧入,傳出旗下CoWoS全系列先進封裝訂單塞爆,無論CoWoS-L、CoWoS-S等製程全面滿載,營運熱轉。
業界透露,臺積電先進封裝大爆單,公司努力擴產之際,2026年也將擴大攜手協力夥伴,以滿足客戶需求。
供應鏈透露,臺積電積極擴充的CoWoS製程為CoWoS-L,至於CoWoS-S則用挪移設備方式去瓶頸擴充,該領域重要應用客戶包含英偉達、超微、蘋果、博通,以及多家雲端服務業者與設計公司等,過往該製程由臺積電一條龍服務,如今已擴大委外給協力夥伴,確保硅中介層與多項技術無縫接軌,即時滿足客戶需求。
研調機構Counterpoint指出,先進封裝需求持續高張,臺積電積極擴充CoWoS-L產能,預計至2026年底可達每月10萬片晶圓,主要受惠於英偉達GPU與客製化ASIC訂單湧入。日月光投控受惠臺積電訂單外溢,封測領導地位穩固。
臺積電先進封裝擴產方向相當明確,臺積電董事長先前曾在法說會上預告,當前CoWoS產能嚴重供不應求,臺積電自身努力擴產之餘,也會攜手封測夥伴,希望2025年至2026年達到供需平衡階段。
另一方面,臺積電先進封裝產能塞爆,先前市場一度傳出蘋果、高通等大廠考慮採用英特爾先進封裝作為備胎,最快2028年導入英特爾方案。不過,業界指出,臺積電攜手協力夥伴深度綁定客戶,並搭配先進製程產能一條龍統包服務,伴隨公司擴增的新產能逐步到位,預期客戶流向英特爾的先進封裝訂單有限。
臺積電大擴產
摩根士丹利證券11月時調升臺積電3納米制程與CoWoS產能後,最新調查再度確認臺積電2026年CoWoS擴產20%~30%、月產能約12.5萬片。更關鍵的是,新增產能幾乎被英偉達與博通兩大國際客戶包走,僅部分少量產能分配給聯發科,凸顯AI GPU與AI ASIC需求雙強,有利AI半導體景氣的成長動能。
摩根士丹利證券半導體產業分析師詹家鴻早在11月中時,便基於終端需求強勁,接連調高臺積電3納米制程、CoWoS於2026年的產能預估,分別拉昇至每月16萬~17萬片與12萬~13萬片,掀起外資調升產能估計序幕。
大摩在最新的AI供應鏈調查中,雖未對先進製程、先進封裝產能預期再做調整,但進一步發現,新開出的產能不但依舊無法完全滿足客戶所需,還已經被英偉達、博通與聯發科預定。
英偉達身為全球AI領頭羊,對CoWoS產能需求龐大,詹家鴻認為,在臺積電進一步擴張CoWoS產能後,英偉達所需CoWoS-L由59萬片上調至70萬片,呼應大摩分析師Joe Moore最新預估,即英偉達有望於2026年底前達成AI GPU營收5,000億美元的展望;此外,Spectrum帶動的需求也使CoWoS-S出貨增加約5,000片。
博通的CoWoS-L訂單雖因Meta ASIC設計調整,下修約2萬片;不過,考量Google TPU需求持續上升,大摩認為,將使博通在臺積電CoWoS-S訂單由15.5萬片提升至20萬片。整體而言,博通CoWoS訂單總量從由21萬片,增加至23萬片。
與此同時,聯發科獲得來自臺積電與非臺積電供應鏈的更多支援,其CoWoS-S訂單也由1萬片提升至2萬片。
另一方面,超微(AMD)日前財務說明會中亦表示,AI轉折點將為CPU市場至2030年帶來額外300億美元需求。此外,超微2026年一般服務器需求仍強勁,大摩預計,其CoWoS-L需求將增加約1.5萬片,總量達到4萬片,惟產能將由日月光投控供應。
整體而言,在各大客戶對AI需求帶動下,大摩點出,除負責GPU與ASIC晶圓代工重任的臺積電最為受惠外,提供TPU設計服務的聯發科、TPU測試的京元電子、供應AI服務器BMC的信驊、亞馬遜(AWS)Trainium3受惠股的世芯-KY、大啖Google CPU與特斯拉AI5商機的創意等,也都是具備高成長能見度的受惠股。
日月光成背後贏家
臺積電先進封裝產能大爆滿,正擴大委外釋單,相關訂單外溢效應大開,日月光投控旗下日月光半導體和硅品成為大贏家。因應臺積電龐大轉單,日月光與硅品近期砸大錢擴產與購置設備。
根據公開資訊站資料,日月光與硅品近二個月已斥資逾百億元擴產迎接大單,凸顯臺積電外溢訂單強勁。
日月光投控大咬臺積電CoWoS委外訂單之餘,後續還有新訂單落袋。業界透露,最近超夯的CoWoP,是一種先進芯片封裝架構,主要創新在於跳過傳統封裝基板(如ABF載板),將芯片與中介層硅晶圓組合後,直接焊接於強化的主機板(Platform PCB)上,臺積電將委外由硅品擔綱主軸操刀。
業界指出,OpenAI開啓的生成式AI浪潮,已成為當前科技業發展主軸,帶動英偉達、超微等大廠高速運算(HPC)訂單動能爆發性成長,包括微軟、Meta、亞馬遜AWS及Google等指標大廠都競相爭搶高速運算產能,需求至少將旺到明年底無虞。
臺積電是英偉達、超微高速運算芯片唯一產能供應商,舉凡2納米、3納米先進製程及SoIC、CoWoS先進封裝產能都已經被預訂一空,讓臺積電開始加速委外先進封裝、先進測試,藉此因應AI客戶龐大需求。
日月光投控看好,今年先進封裝與測試業務表現強勁,全年先進封裝營收可望達成16億美元目標,並預期2026年將再增加超過10億美元,增幅逾六成,顯示AI與高效能運算需求強勁不墜,帶動公司持續加大資本支出,穩固全球半導體封測龍頭地位。
日月光投控正積極加快擴產腳步,以旗下硅品為例,先前興建的二林廠、斗六廠都可望在明年準備就緒,加上日月光半導體先前收購穩懋位在高雄路竹廠房,亦可望在明年完成機臺進駐,讓日月光投控2026年營運成為市場期待的焦點。
因應先進封裝龐大需求,日月光投控正砸大錢投資。根據日月光投控公告,單是近二個月,包括旗下日月光半導體與硅品,花在取得廠務工程、設備等的資金,合計即高達111.73億元,後續還可望再有新增投資,透露當下先進封裝市場需求相當強勁。
(來源:半導體芯聞綜合)