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

全球人工智能军备竞赛正撞上一道坚硬的物理高墙：台积电的生产线。

作为全球最先进芯片的代工霸主，台积电正面临来自硅谷科技巨头们近乎疯狂的产能需求，而现有的制造能力已无法跟上这一爆发式增长，导致供需缺口急剧扩大，并开始重塑全球半导体供应链的格局。

据 The Information 道，这一产能危机在近期的高层互动中暴露无遗。在去年 11 月的一次公开露面中，英伟达首席执行官黄仁勋与台积电首席执行官魏哲家共同面对媒体时，直接确认了他此次台湾之行就是为了寻求 “更多芯片”。与此同时，代表谷歌寻求产能的博通近几个月也屡次向台积电申请增加谷歌定制 TPU 芯片的产能，但据知情人士向媒体透露，台积电明确表示无法满足其全部需求。

这种 “产能挤兑” 正在对市场产生直接影响。魏哲家在去年 10 月的财报电话会议上曾透露，目前对台积电最先进芯片的需求量已达到其产能的三倍。随着台积电即将发布最新财报，管理层预计将面临更多关于如何缓解这一瓶颈的质询。不仅是 AI 芯片，数据中心建设热潮也推高了存储及连接芯片的需求，使得产能紧张局势进一步蔓延。

为应对这一困境，部分客户已被迫寻求替代方案，甚至考虑改变长期依赖的代工模式。特斯拉已于去年 7 月与三星达成一项价值 165 亿美元的协议，用于生产下一代芯片，马斯克甚至暗示特斯拉可能自建芯片工厂。然而，对于极度依赖台积电先进制程的英伟达和谷歌而言，短期内几乎没有其他选择，这场产能危机正成为制约 AI 行业扩张速度的最大变量。

需求激增与分配难题

台积电正处于一个极度艰难的平衡点，既要维持现有客户的稳定，又要应对 AI 浪潮的不可预测性。作为台积电最大的客户，苹果每年对 iPhone 和 iPad 芯片的订单量通常在可预期的范围内。然而，AI 军备竞赛带来的芯片需求波动剧烈且难以预测。

目前的生产线安排加剧了这一矛盾。台积电在同一条生产线上既要生产 iPhone 和 iPad 的芯片，也要生产 AMD 的 AI 芯片。同样，苹果的服务器芯片与英伟达最新一代 Rubin 芯片以及谷歌的 TPU 也共享生产资源。

需求端的压力来自多个方面：OpenAI 计划中的超级数据中心需要数百万颗芯片；谷歌正在尽可能多地抢购英伟达的 GPU，同时通过其设计合作伙伴博通向台积电施压，要求生产更多定制的 TPU。

但据知情人士向 The Information 透露，台积电坚持严格的年度时间表与客户协商产能和价格，通常不讨论超过一两年后的订单，且明确表示客户无法通过支付溢价来 “插队”，也无法在业务放缓时随意取消订单。

远水难解近渴的扩张计划

面对产能短缺，台积电已开始调整其全球布局，但这些措施在短期内难以奏效。据报道，台积电已决定将其在日本建设的新工厂从原计划的汽车芯片生产转为最先进的 2 纳米制程，该工厂预计 2027 年完工。此外，台积电加快了亚利桑那州第二座工厂的建设，计划将 3 纳米芯片的生产提前一年至 2027 年开始。

然而，无论是日本还是美国的扩产计划，都无法解决当前的燃眉之急。为了应对英伟达下一代旗舰芯片 Rubin 和谷歌最新一代 TPUIronwood 的生产需求，台积电目前的解决方案主要是重新设计现有工厂空间，将老旧芯片生产线改造为 3 纳米生产线。

周期性阴影下的投资审慎

尽管 AI 需求火爆，但台积电并未承诺专门为此新建一座工厂。据两位台积电资深员工向媒体透露，这种谨慎源于公司对半导体行业周期性特征的深刻认知。

建设一座尖端晶圆厂耗资数百亿美元且需数年时间，但芯片需求的变化速度远快于此。台积电曾在疫情期间因居家办公和游戏需求激增而加大投资，但随着生活恢复常态，需求迅速回落，导致 2023 年营收同比下降 8.7%，即使当时 AI 芯片需求已开始起飞。

此外，台积电创始人张忠谋确立的纯代工模式也决定了其投资纪律。与英特尔和三星不同，台积电不设计也不销售自有芯片，完全依赖客户订单。一旦客户在扩产后取消订单，台积电将面临昂贵的产能闲置风险。

封装环节的 “二次梗阻”

除了晶圆制造，先进封装已成为另一个关键的瓶颈。这是一种将多个处理器组装并连接成成品的复杂工艺，对于高端 AI 芯片至关重要。

据知情人士向媒体透露，台积电已将部分老旧芯片生产线的产能重新分配给先进封装组件。然而，由于工艺的复杂性和精密性，即便台积电在亚利桑那州的工厂已开始生产英伟达的 Blackwell 芯片，这些芯片仍需运回台湾进行最终封装。

英伟达在 2023 年就曾尝过封装产能短缺的苦头，当时台积电能生产足够的 Hopper 处理器，却无法提供足够的封装产能。为确保最新产品的供应，英伟达据悉已锁定了台积电 2025 年初以来的大部分先进封装产能。这直接导致了其他客户的碰壁——当博通去年年底代表谷歌试图增加 TPU 的封装订单时，遭到了台积电的拒绝。目前，AMD 和博通均在测试其他供应商是否能分担其芯片封装需求。