台积电人工智能芯片产能供不应求

来源：环球市场播报

中国台湾台中某台积电芯片制造厂外景

　　去年 11 月，英伟达首席执行官黄仁勋在台期间，与台积电董事长魏哲家共同会见媒体 —— 这也是黄仁勋去年第五次到访中国台湾。魏哲家向在场记者透露，黄仁勋此行是为了争取更多芯片产能，站在一旁的黄仁勋随即应声：“没错！”

　　提出这类产能诉求的美国科技企业高管并非只有黄仁勋一人。据两位直接知情人士透露，为谷歌代工张量处理器（TPU）的博通公司，近几个月也多次向台积电申请追加产能。但这两位知情人士表示，台积电已明确告知英伟达与博通，无法满足其全部产能需求。此前有报道称台积电将扩建美国亚利桑那州工厂，但该工厂数年后才能投产，短期内难以缓解产能压力。

　　台积电的这一回应，凸显出人工智能热潮已令这家全球最大芯片代工企业的产能捉襟见肘。目前，全球 90% 的尖端芯片均由台积电代工生产，其中包括苹果、英伟达和谷歌设计的芯片产品。

　　芯片需求的激增体现在多个领域：人工智能公司 OpenAI 计划打造超大型数据中心，为此需要数百万颗芯片；谷歌在全力采购英伟达设计的图形处理器（GPU），同时，其芯片合作方博通也在请求台积电为谷歌代工更多定制化张量处理器。

　　去年 10 月，魏哲家在财报电话会议上表示，市场对台积电尖端芯片的需求，已达到公司当前产能的三倍。本周四台积电发布最新财报时，管理层预计还将被追问更多关于产能短缺的问题。

　　为解决芯片供应问题，特斯拉等台积电客户已开始寻求其他芯片制造商合作。去年 7 月，特斯拉与三星达成 165 亿美元合作协议，由三星代工其下一代芯片。此后，特斯拉首席执行官埃隆・马斯克曾表示，特斯拉或考虑自建芯片工厂，以确保未来的芯片供应稳定。

　　令台积电产能承压的并非只有人工智能芯片订单。数据中心建设热潮的兴起，也推高了其他高端芯片的需求 —— 这类芯片主要用于实现计算机与芯片间的连接，以及满足数据中心运行所需的存储等功能。

　　台积电如今陷入两难境地，需要在不同客户的需求之间寻求平衡。苹果是台积电最大的客户，其每年为 iPhone 和 iPad 订购的芯片数量基本稳定，台积电可提前预判。但人工智能军备竞赛催生的芯片需求却难以预测。更关键的是，用于生产 iPhone、iPad 芯片的产线，与超威半导体人工智能芯片的产线是同一条；而苹果服务器芯片的产线，也与英伟达最新一代鲁宾芯片、谷歌张量处理器的产线重合。

　　台积电与英伟达均拒绝就此置评。

　　台积电正通过多种途径缓解产能短缺问题。据中国台湾《镜周刊》报道，台积电已决定调整日本新建工厂的产能规划，将原定生产车用芯片的产线，改为生产最先进的 2 纳米芯片，该工厂预计 2027 年建成。

　　台积电已加快美国亚利桑那州第二座工厂的建设进度，计划于 2027 年投产 3 纳米芯片，较原计划提前一年。但无论是这座提前投产的工厂，还是亚利桑那州后续规划建设的工厂，都无法解决当下的产能紧缺问题。

　　需要说明的是，在芯片设计与制造领域，“纳米制程” 只是用于区分技术代际的商业术语，并非芯片元件的实际物理尺寸。制程纳米数越小，意味着在同等面积的硅晶片上可集成的晶体管数量越多，芯片性能也会随之提升，能耗则相应降低。

　　台积电还对部分老旧产线的厂房空间与设备进行改造，使其能够适配 3 纳米芯片的生产需求，以代工英伟达下一代旗舰芯片鲁宾，以及谷歌最新一代张量处理器 “Ironwood”。

　　投资决策趋于谨慎

　　台积电目前并未计划专门新建一座工厂，以应对人工智能热潮带来的芯片需求。据两位台积电资深员工透露，这种审慎态度源于公司对半导体行业周期性波动的深刻认知。建设新晶圆厂以提升产能，往往需要耗费数年时间，但芯片市场需求的变化速度却快得多，这就容易导致产能过剩或短缺的局面反复出现。一座尖端芯片工厂的建设成本高达数百亿美元，且耗时长久，一旦客户未能兑现订单承诺，台积电将面临高额产能闲置的风险。

　　新冠疫情期间，为满足汽车、游戏机及其他消费电子产品的芯片需求激增，台积电曾大举投资扩建产能。但当时的需求增长，很大程度上是由居家隔离期间人们游戏时长增加、远程办公普及等临时性因素驱动的。

　　随着全球生产生活逐步回归常态，芯片需求随之回落，台积电工厂的订单量也同步下降。2023 年，尽管人工智能芯片需求已开始兴起，但台积电全年营收仍较 2022 年下滑 8.7%。

　　台积电的谨慎态度，也与其纯代工的商业模式密切相关。不同于英特尔、三星既自主设计生产芯片，又承接外部代工订单，台积电不设计、不销售自有芯片，完全依靠为其他企业代工芯片盈利。这一商业模式由台积电创始人张忠谋确立，能让公司专注于提升芯片制造工艺。

　　但这种模式也要求台积电在产能分配上必须保持严谨。据前述两位台积电员工透露，公司设有专门的大型团队，负责调研客户及其所属市场的情况，以此作为产能分配决策的依据。台积电每年都会严格按照既定日程，与客户协商产能分配及定价事宜，且一般不讨论一年或两年以后的订单。

　　客户即便愿意支付更高价格，也无法优先获得产能；在行业下行周期，客户也不能随意取消订单。一位台积电高管表示：“台积电力求平等对待每一位客户。”

　　先进封装产能同样受限

　　除了芯片制造环节的产能瓶颈，台积电在芯片封装环节也面临产能不足的问题。芯片封装是指将多个处理器组装连接，最终形成成品芯片的工艺。据两位直接知情人士透露，台积电已将部分老旧芯片产线的产能，调配至先进封装产品的生产中。

　　部分最尖端的人工智能芯片仅有台积电能够生产，且由于其工艺复杂、精密度要求极高，必须在台积电中国台湾厂区完成封装。例如，尽管台积电亚利桑那州的首座工厂已开始生产英伟达的 “黑武士” 芯片，但这些芯片仍需运往中国台湾进行封装。

　　英伟达早在 2023 年就遭遇过封装产能短缺的困境。当时台积电虽能生产足够数量的 “黑武士” 芯片的前代产品 “霍珀” 处理器，却缺乏足够的先进封装产能将其组装为成品。台积电不得不寻求其他企业协助完成先进封装工序，直到其在中国台湾新建的部分工厂扩充了先进封装产能，这一问题才得到部分缓解。

　　据两位直接知情人士透露，自 2025 年初起，英伟达就已锁定台积电的先进封装产能，以保障其最新处理器的供应。

　　另据两位独立知情人士透露，去年年底，博通代表谷歌提出追加张量处理器的先进封装订单时，台积电表示无法满足其全部需求。

　　目前，超威半导体和博通均在测试其他供应商，评估其是否具备承接自身芯片封装业务的能力。