OpenAI大手筆下單AMD、博通 加劇臺積電先進製程產能壓力

OpenAI近期接連與AMD及博通簽訂價值數百億美元的AI晶片大單後,不僅引發外界對其驚人資金需求的關注,更凸顯了整個AI乃至科技產業,對於臺積電 (TSMC)晶圓代工資源的極度依賴,使得臺積電的產能瓶頸問題,再次成爲科技業的焦點。

OpenAI的兩大晶片交易:合計16GW運算力

回顧OpenAI近期的動作:

•與AMD合作:雙方簽訂協議,AMD將在未來數年爲OpenAI打造總計6GW規模算力的GPU。首批1GW規模算力的AMD Instinct MI450晶片佈署,預計將於2026年底啓動。AMD財務長Jean Hu預期此合作將帶來「數百億美元」營收。

•與博通合作:雙方將合作打造總計10GW規模算力的AI加速器與乙太網路系統,後者則將提升OpenAI規劃中資料中心內各系統間的連接速度。首批佈署同樣預計在2026下半年開始,合約將持續至2029年。

自研晶片仍依賴代工,目標降低成本、供應多元化

英國光學處理器新創Lumai的產品主管Phil Burr分析指出,儘管OpenAI宣稱將與博通「共同設計」晶片,但實務上更像是博通依據OpenAI的規格需求,組裝其現有的IP設計模塊。

Phil Burr認爲,OpenAI此舉的主要目的在於:

•降低成本:相比直接向NVIDIA採購成品,自研 (或委託設計)晶片的「利潤空間」較少,更能節省成本。

•客製化效能:針對OpenAI自身的AI模型進行最佳化,尤其是在「推論」 (inference)環節,更能取得比通用GPU更好的執行速度與功耗表現。

•供應商多元化:最關鍵的是擺脫對單一供應商 (NVIDIA) 的完全依賴,避免僅透過單一廠商提供技術所面臨風險。

臺積電:科技業難以迴避的「單點故障」

不過,無論OpenAI的晶片來自AMD或博通,其最終的生產製造幾乎都無法繞過臺積電。Phil Burr指出,幾乎目前所有AI晶片都是透過臺積電製程技術生產製造。

投資公司DA Davidson技術研究主管Gil Luria更將臺積電形容爲「整個全球經濟最大的單點故障」 (greatest single point of failure for the entire global economy),指出臺積電過去三年已將GPU產能提升高達十倍,而若其位於臺灣的產能遭遇災難性事件,其產生影響將相當巨大,影響範圍將遍及 AI、手機乃至全球汽車銷售。

EUV技術與高良率:臺積電的「護城河」

臺積電之所以能超越Intel等昔日半導體巨頭,關鍵在於其率先掌握且精通極紫外光微影 (EUV)技術。賓州大學教授Benjamin C. Lee指出,臺積電目前在先進的3nm製程技術上處於領先地位,其僅有的競爭對手Intel與三星,目前都無法對其構成威脅。

Benjamin C. Lee教授解釋,Intel的晶圓代工業務尚未完善其介面,而三星則未能吸引足夠客戶以產生盈利。

相比之下,臺積電不僅技術領先,其提供給客戶的設計工具與製造服務也極爲成熟。臺積電以高良率 (high yield) 製造晶片,意味着更多晶片能達到預期的性能與可靠性。

分析機構ARPU Intelligence更將臺積電的「良率掌控」 (mastery of yield) 形容爲其「秘密武器」,是透過將數十年製程最佳化與深厚知識積累的結果,難以被其他業者複製。

這種技術領先與高良率,創造了強大的「技術鎖定」 (technical lock-in)效應,包含蘋果、NVIDIA等公司會針對臺積電獨特的製造流程來設計晶片,使得這些業者更換代工廠的情況變得更爲困難。

產能「非常緊張」,NVIDIA曾因缺產能延遲出貨

高度依賴的結果,便是臺積電的產能成爲了整個產業的瓶頸。臺積電董事長魏哲家在近期的法說會上坦承,目前先進製程產能「非常緊張」 (very tight),更預期短期內難以緩解。

產能緊張的狀況甚至已經影響到臺積電大型客戶訂單出貨,例如今年稍早時候,NVIDIA的H20 AI晶片原本遭美國政府禁止出口至中國,但在後續解除禁令時,卻因在臺積電產能安排受限,導致實際出貨時間至少延遲九個月之久。

ARPU Intelligence指出:「臺積電沒有犯錯的空間,任何微小的干擾都可能導致生產停滯。」,該機構更引述了去年4月3日在花蓮發生芮氏規模7.2、成爲臺灣過去25年來最強的地震,當時便造成臺積電於第2季認列扣除保險理賠後的相關地震損失,金額約達新臺幣30億元。

擴產進行中:臺灣A14與美國亞利桑那廠

爲應對龐大需求,臺積電正積極擴產。其中在臺灣的A14 (1.4nm製程) 新廠預計將在近期動工,目標在2028年進行投產。而在美國,臺積電位於亞利桑那州的龐大廠區自2021年動工以來也持續推進,該廠區一期已經在今年初開始生產4nm晶片,並且由NVIDIA於近期與臺積電共同展示首片在該廠生產的Blackwell晶圓(但後續封裝仍在臺灣境內廠區進行)。

該廠區的規劃已從最初的三座擴展至六座,預計在未來十年內建成。魏哲家也在法說會上承諾,將加大對美國廠區的投資,使其製程技術僅落後臺灣一個世代。

不過,即便臺積電持續投資擴產,或是三星、Intel持續追趕情況下,短期內都難以解決目前的晶片產能瓶頸。全球科技業對臺灣先進製程的高度依賴,仍將持續數年甚至數十年,因此也讓臺積電等晶片產業持續成爲臺灣的「護國神山」,並且成爲整個晶片產業鏈最關鍵、但也最脆弱的一環。

《原文刊登於合作媒體mashdigi,聯合新聞網獲授權轉載。》