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人工智能(AI)基础建设持续扩张,市场普遍将电力视为数据中心建置的主要瓶颈,但 SemiAnalysis 创办人 Dylan Patel 提出不同看法。他指出,AI 供应链真正的瓶颈依序为封装基板、内存、光学互连与电力,其中基板供应不足的问题最为严重,未来两年恐限制 AI 加速器、中央处理器(CPU)及其他关键零组件的产能。
根据华美半导体协会(CASPA)10 月 23 日在美国举行的第 35 届年会 CEO 峰会内容,Patel 与 Bernstein 半导体首席分析师 Stacy Rasgon 讨论 AI 基础建设的供应限制、内存价格走势,以及半导体产业未来的竞争格局。
Patel 认为,市场对电力短缺的关注可能过高,半导体供应链的扩产难度,才是限制 AI 基建持续成长的关键。
封装基板供应不足成最大 瓶 颈
Patel 指出,除内存外,封装基板、印刷电路板(PCB)材料及其他基板材料,是目前半导体供应链面临的最大限制。相关产业长期投资不足,加上部分材料供应商位于日本,扩产态度相对保守,使供应难以迅速跟上 AI 需求。
他表示,未来两年,AI 加速器、CPU 及各类电子组件都可能受到基板供应不足影响,这项瓶颈甚至比土地、电力、数据中心机房与半导体设备更为严重。
除了基板,内存也是 AI 基建扩张的重要限制。Rasgon 指出,高带宽内存(HBM)的生产会大量消耗晶圆产能,生产相同容量的 HBM,所需晶圆量约为一般 DDR5 内存的三至四倍,进一步排挤标准内存的生产资源。
随着 AI 芯片对 HBM 的需求持续增加,内存供应紧张也可能延伸至其他产品,影响整体半导体产业的产能配置。
光学互连扩 产 困难 电力反而有替代方案
在供应瓶颈排序中,Patel 将光学互连列在内存之后。他指出,产业正积极扩大光学互连产能,包括共封装光学(CPO)及近封装光学等技术,但相关供应链仍难以快速扩张。
即使到了 2028 年,若大型业者都希望导入 CPO,雷射与光纤耦合等关键组件的供应,仍可能无法满足任何一家大型业者的需求,成为 AI 基础建设持续扩张的另一项限制。
相较之下,Patel 认为,电力虽然仍是 AI 数据中心的重要瓶颈,但业者已有多种替代方案,包括在现场设置燃气轮机、往复式引擎与燃料电池,以补足电力需求。
他指出,电力供应能力可以在相对较短的时间内提升,整体建置复杂度也远低于半导体供应链,因此电力问题虽然受到市场高度关注,却未必是目前最难突破的限制。
Patel 的研究估计,明年全球预计将有接近 50 吉瓦的数据中心投入运作,其中美国约占 35 吉瓦,中国约占 7 至 8 吉瓦,其余分布于澳洲、印度及马来西亚等地。
内存与设备供应吃紧恐延续至 2028 年
Rasgon 指出,内存市场目前呈现特殊情况,相关企业的远期本益比仅约两至四倍,反映投资人担忧内存价格已处于周期高点,并预期 2028 年添加产能投产后,市场可能出现价格下跌。
不过,他也提出另一种可能性:如果新产能发布后,内存价格并未如市场预期般崩跌,产业的高获利表现可能持续更长时间。
他进一步指出,半导体设备市场的扩张同样受到限制。应用材料( AMAT-US ) 近期对明年晶圆制造设备(WFE)市场规模提出初步展望,预估将超过 2,000 亿美元,但 Rasgon 认为,进一步成长仍受到晶圆厂数量与无尘室空间限制。
今年设备支出增加,主要是业者在既有厂房内提高产能利用率;新建晶圆厂则需要数年时间,预计部分无尘室空间将于 2027 年陆续投入使用,并在 2028 至 2029 年进一步扩大产能。
此外,设备制造商本身也受到 PCB、半导体芯片、阀门及质量流量控制器等零组件供应不足影响,显示供应链瓶颈并不限于最终产品,而是可能一路延伸至上游制造环节。
Rasgon 预期,半导体供应紧张情况今年与明年都将持续,2028 年也很可能仍然吃紧;到了 2029 年,产业面临的问题才可能逐渐转向需求端。