由於數據中心和AI終端產品需求飆升，預計2026年半導體面臨晶片短缺窘境
科技產業資訊室 - 友子 發表於 2024年9月30日
圖、由於數據中心和AI終端產品需求飆升，預計2026年半導體面臨晶片短缺窘境
根據顧問公司Bain and Company預估，到2027 年AI工作負載每年可能成長25%至35%。其實，僅僅需要20%的需求成長，就很可能打破目前供需平衡狀態，並使世界陷入Covid-19之後的另一場晶片短缺風暴。
為了維持這種不斷成長的需求，AI零組件的供應鏈必須能夠以同樣的速度擴大規模。但實際上，這一條鏈更像是一張複雜的蜘蛛網，以晶片原料為中心擴散開來。
一個方向是擴大晶片生產所需的晶圓廠和基礎設施，所帶來的困境。另一個方向是AI產品運作所需的數據中心仍不斷提高需求。根據Bain and Company的說法，每種產品的交付週期都在三年半到五年以上，這對滿足需求構成了重大障礙。
首先，製造最先進晶片的尖端晶圓工廠是最脆弱的環節。根據推算，晶圓廠需要在2023至2026年間將產量提高25%至35%，才能跟上PC和智慧型手機預計將分別成長31%和15%的銷售成長。
為了跟上步伐，還需要再建造五座尖端晶圓廠，估計耗資400億至750億美元。
還有一個供應鏈涉及將晶片轉變為具有「裝置上AI功能」的智慧型手機和PC。事實上，筆記型電腦和智慧型手機處理器的矽晶圓面積已經分別增加了5%和16%，以適應需加裝NPU。Bain and Company預測，到2026年，這些產品可能會使上游零組件的需求增加30%或更多。
封裝是供應鏈的另一個繁忙的分支。如果GPU需求在2026年翻一番，供應商將需要將產能增加兩倍。此外，電力需求是另外一個瓶頸。
自從當前的生成式人工智慧熱潮開始以來，晶片製造商蓬勃發展，進而創造了很高的利潤。然而，這些創紀錄的利潤是由少數控制大部分供應鏈的核心公司才能獲得。從輝達、台積電、博通、三星到SK海力士的獲利情況，到近期HBM記憶體美光的利潤爆發都可以看出。即使如此，全面性供應鏈提升仍舊有限。
可能導致第二次全球晶片短缺的不僅是製造能力的缺乏。地緣政治緊張局勢、貿易限制以及跨國科技公司供應鏈與中國脫鉤，持續對半導體供應構成嚴重風險。工廠建設的延誤、材料短缺和其他不可預測的因素也可能造成這一場風暴。
目前看來，這一場短缺風暴在各國各伺其政治的野心下，不可能避免。雖然Bain and Company給了許多建言，例如：深入了解並追蹤整個人工智慧供應鏈；簽署長期採購協議，以確保在潛在的中斷情況下獲得晶片。但這都只針對單一公司，對於整體產業鏈的困境，仍難以獲得紓解。除非AI產業不如預期繁榮，否則大家只能正面以對了。(1009字；圖1）
參考資料：
AI Surge Could Trigger Global Chip Shortage by 2026, Research Finds. TechRepublic, 2024/09/27.
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