AI热潮背书 台积建新晶圆厂有底气

随着2022年下半全球半导体市场出现急冻，全球前五大芯片业者销售额也自第3季开始出现年减。纯晶圆代工业者由于自身业务模式特质，再加上并未与最终端用户需求直接相连，虽不易直接受到终端市场需求不振的冲击，但全球最大纯晶圆代工业者台积电营收却于2023年第1季开始，出现自2019年以来的首度年减，并且第2季年减幅度扩大至13.7%。

尽管现今半导体市场正处于不景气阶段，但台积电仍积极展开在美国亚利桑那州（Arizona）的晶圆厂扩建计划，以及提出在德国兴建新晶圆厂计划。

调研机构Yole Intelligence分析师表示，台积电会于日前对旗下子公司TSMC Arizona增资35亿美元，和提出在德国兴建晶圆厂计划等的投资，固然有来自美国与欧盟各自芯片法案所带来的补贴因素，但现今生成式人工智能（Generative AI）热潮带起绘图处理器（GPU）需求的激增，也是重要因素之一。

台积电亚利桑那州厂总投资金额达400亿美元，其中来自美国政府的补贴高达150亿美元。目前第1阶段4纳米制程晶圆厂已进入安装最先进及精密设备阶段，预计会于2025年（原订2024年底）进入量产，该厂月产能为2万片12寸晶圆。第2阶段3纳米制程晶圆厂则是预计会于2026年开始量产，月产能3万片12寸晶圆。两期工程完工后，合计亚利桑那州厂月产能会达5万片晶圆。相较于台积电目前总产能，该产能仅占总产能5%以下。

虽然台积电也可以经由扩大在台湾的晶圆厂规模，来增加该5%产能，但在当前环境下，各地芯片业者都在积极寻求更能够抵御风险的供应链，且各芯片业者所在地的政府单位也在协助推动此一发展。因此，随着半导体产业朝向更为区域化制造模式演变，在美国当地制造芯片对苹果（Apple）、NVIDIA和超微（AMD）等台积电美国客户而言，非常重要。

至于在德国投资兴建晶圆厂方面，虽然台积电仍在与德国政府就补贴规模进行沟通，但预期该厂会落脚在德国东部德勒斯登（Dresden），预计总建厂成本为100亿欧元（约110.8亿美元），台积电希望能够争取到德国政府最高50%的建厂补贴。同样的，台积电欧洲客户，尤其是欧洲汽车产业客户都对该投资计划高度期待。

除此之外，推动台积电兴建新晶圆厂继续前进的另一原因则是来自生成式AI的兴起。

随着生成式AI热潮兴起，预计训练最新生成式AI应用所需神经网络模型的运算需求，每年会成长100倍以上。这些模型具有数千亿个以上的参数，需要动用数千颗GPU，花费数周时间来进行训练。而基于这些模型的推论应用也需要在GPU上进行运算。这些都大大增加了对当前AI加速器（数据中心GPU）的需求。

然而目前位居市场领导地位的数据中心GPU产品乎都由台积电制造。如NVIDIA H100采台积电N4制程，超微MI300基于台积电N5制程。此外，这2款GPU也都是采用台积电CoWoS先进封装技术来达成晶粒间，以及与高带宽存储器（HBM）间的互连。这意味着，台积电正处在蓬勃发展的生成式AI趋势关键路径上。

虽然在外在经济与地缘政治因素的影响下，全球包括CPU、GPU、APU与FPGA产品在内的整体处理器市场规模预期会连续2年出现下滑，但单就GPU产品而言，在AI应用推动下，2022～2023年规模仍能维持持平，并且会于2024年恢复成长，于2028年规模达到560亿美元。而就长期而言，预估整体处理器市场规模也会以年复合成长率（CAGR）4.7%的幅度成长。

在这种情况下，台积电继续在美国和欧盟进行大规模产能扩张，不但能够使该公司在市场竞争中处于有利位置，也是明智之举。

责任编辑：毛履万亿