The Throat of Global AI: Why TSMC's Production Capacity Can't Keep Up with the World's Ambitions?

全球人工智能軍備競賽正撞上一道堅硬的物理高牆：台積電的生產線。

作為全球最先進芯片的代工霸主，台積電正面臨來自硅谷科技巨頭們近乎瘋狂的產能需求，而現有的製造能力已無法跟上這一爆發式增長，導致供需缺口急劇擴大，並開始重塑全球半導體供應鏈的格局。

據 The Information 道，這一產能危機在近期的高層互動中暴露無遺。在去年 11 月的一次公開露面中，英偉達首席執行官黃仁勳與台積電首席執行官魏哲家共同面對媒體時，直接確認了他此次台灣之行就是為了尋求 “更多芯片”。與此同時，代表谷歌尋求產能的博通近幾個月也屢次向台積電申請增加谷歌定製 TPU 芯片的產能，但據知情人士向媒體透露，台積電明確表示無法滿足其全部需求。

這種 “產能擠兑” 正在對市場產生直接影響。魏哲家在去年 10 月的財報電話會議上曾透露，目前對台積電最先進芯片的需求量已達到其產能的三倍。隨着台積電即將發佈最新財報，管理層預計將面臨更多關於如何緩解這一瓶頸的質詢。不僅是 AI 芯片，數據中心建設熱潮也推高了存儲及連接芯片的需求，使得產能緊張局勢進一步蔓延。

為應對這一困境，部分客户已被迫尋求替代方案，甚至考慮改變長期依賴的代工模式。特斯拉已於去年 7 月與三星達成一項價值 165 億美元的協議，用於生產下一代芯片，馬斯克甚至暗示特斯拉可能自建芯片工廠。然而，對於極度依賴台積電先進製程的英偉達和谷歌而言，短期內幾乎沒有其他選擇，這場產能危機正成為制約 AI 行業擴張速度的最大變量。

需求激增與分配難題

台積電正處於一個極度艱難的平衡點，既要維持現有客户的穩定，又要應對 AI 浪潮的不可預測性。作為台積電最大的客户，蘋果每年對 iPhone 和 iPad 芯片的訂單量通常在可預期的範圍內。然而，AI 軍備競賽帶來的芯片需求波動劇烈且難以預測。

目前的生產線安排加劇了這一矛盾。台積電在同一條生產線上既要生產 iPhone 和 iPad 的芯片，也要生產 AMD 的 AI 芯片。同樣，蘋果的服務器芯片與英偉達最新一代 Rubin 芯片以及谷歌的 TPU 也共享生產資源。

需求端的壓力來自多個方面：OpenAI 計劃中的超級數據中心需要數百萬顆芯片；谷歌正在儘可能多地搶購英偉達的 GPU，同時通過其設計合作伙伴博通向台積電施壓，要求生產更多定製的 TPU。

但據知情人士向 The Information 透露，台積電堅持嚴格的年度時間表與客户協商產能和價格，通常不討論超過一兩年後的訂單，且明確表示客户無法通過支付溢價來 “插隊”，也無法在業務放緩時隨意取消訂單。

遠水難解近渴的擴張計劃

面對產能短缺，台積電已開始調整其全球佈局，但這些措施在短期內難以奏效。據報道，台積電已決定將其在日本建設的新工廠從原計劃的汽車芯片生產轉為最先進的 2 納米制程，該工廠預計 2027 年完工。此外，台積電加快了亞利桑那州第二座工廠的建設，計劃將 3 納米芯片的生產提前一年至 2027 年開始。

然而，無論是日本還是美國的擴產計劃，都無法解決當前的燃眉之急。為了應對英偉達下一代旗艦芯片 Rubin 和谷歌最新一代 TPUIronwood 的生產需求，台積電目前的解決方案主要是重新設計現有工廠空間，將老舊芯片生產線改造為 3 納米生產線。

週期性陰影下的投資審慎

儘管 AI 需求火爆，但台積電並未承諾專門為此新建一座工廠。據兩位台積電資深員工向媒體透露，這種謹慎源於公司對半導體行業週期性特徵的深刻認知。

建設一座尖端晶圓廠耗資數百億美元且需數年時間，但芯片需求的變化速度遠快於此。台積電曾在疫情期間因居家辦公和遊戲需求激增而加大投資，但隨着生活恢復常態，需求迅速回落，導致 2023 年營收同比下降 8.7%，即使當時 AI 芯片需求已開始起飛。

此外，台積電創始人張忠謀確立的純代工模式也決定了其投資紀律。與英特爾和三星不同，台積電不設計也不銷售自有芯片，完全依賴客户訂單。一旦客户在擴產後取消訂單，台積電將面臨昂貴的產能閒置風險。

封裝環節的 “二次梗阻”

除了晶圓製造，先進封裝已成為另一個關鍵的瓶頸。這是一種將多個處理器組裝並連接成成品的複雜工藝，對於高端 AI 芯片至關重要。

據知情人士向媒體透露，台積電已將部分老舊芯片生產線的產能重新分配給先進封裝組件。然而，由於工藝的複雜性和精密性，即便台積電在亞利桑那州的工廠已開始生產英偉達的 Blackwell 芯片，這些芯片仍需運回台灣進行最終封裝。

英偉達在 2023 年就曾嘗過封裝產能短缺的苦頭，當時台積電能生產足夠的 Hopper 處理器，卻無法提供足夠的封裝產能。為確保最新產品的供應，英偉達據悉已鎖定了台積電 2025 年初以來的大部分先進封裝產能。這直接導致了其他客户的碰壁——當博通去年年底代表谷歌試圖增加 TPU 的封裝訂單時，遭到了台積電的拒絕。目前，AMD 和博通均在測試其他供應商是否能分擔其芯片封裝需求。