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AI基建熱潮下的隱痛!從芯片到封裝,供應鏈正經歷超級堵車

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人工智能算力基礎設施的供給側約束,正從芯片前道制造向光學元件與先進封裝材料全面蔓延。博通高管首度點名AI供應鏈三大瓶頸,揭示這場算力軍備競賽的真正卡點遠比市場普遍認知的更為深層,且短期內難以消解。

博通實體層產品營銷總監(jiān) Natarajan Ramachandran 于3月24日在臺北舉行的媒體見面會上指出,AI相關供應鏈當前面臨三大核心瓶頸:激光器產能、晶圓(特指臺積電先進制程),以及PCB(Paddle Card,印刷電路板)。其中,用于高速光收發(fā)器內部的小型PCB交貨周期已從約六周驟增至約六個月,預計要到2027年才能緩解。

上述表態(tài)對市場的直接意義在于:AI基礎設施的投資熱潮并不能自動化解供給側的結構性約束。從激光器嚴苛測試下良率不足30%,到臺積電先進封裝初期單位產出低迷,再到PCB供應商切換認證周期長達六個月以上——多重瓶頸相互疊加,意味著算力產能缺口極可能以結構性方式延續(xù),供應鏈漲價或將趨于常態(tài)化。

博通首席執(zhí)行官 Hock Tan 在3月財報會議上亦確認,博通已提前鎖定2026年至2028年關鍵組件的供應,涵蓋先進制程晶圓、高帶寬內存(HBM)及基板。這一超前布局本身,正是當前供應緊張程度的直接寫照。

在800G/1.6T高階光收發(fā)模組中,PCB是連接外部線纜與內部光電元件的關鍵接口。這類小型PCB由于空間極小且須處理極高頻信號,通常采用mSAP(改良型半加成法)工藝,技術門檻遠高于普通PCB,主要由具備高階HDI或IC基板技術的廠商供應。

PCB淪為瓶頸的根源在于工藝重疊。其mSAP制程與AI服務器所需的IC基板制程存在部分交集,當全球搶購HBM產能時,小型PCB的產能隨之遭到擠壓。1.6T模組對信號品質要求極為嚴苛,PCB須采用超低損耗材料與精密阻抗控制,并非一般PCB廠商所能承接。

更關鍵的是,一旦更換供應商,認證周期長達六個月以上。這正是谷歌、Meta等超大規(guī)模云廠商寧愿簽訂三至四年長期合約、也要鎖定既有供應商產能的原因。

激光器元件已成為CPO(共封裝光學)時代的另一重大瓶頸。為支撐1.6T乃至更高帶寬,激光器須在數據中心高溫環(huán)境下保持波長穩(wěn)定,對"超高功率"且"極低噪聲"的連續(xù)波(CW)激光有嚴苛要求。即便供應商能夠產出激光晶粒,經嚴苛可靠性測試后,符合CPO高標準要求的良率可能不足30%。

產能端的約束同樣嚴峻。高功率激光器依賴磷化銦(InP)技術,而全球具備6英寸InP大規(guī)模量產能力的廠商屈指可數。若上游InP外延片廠商或 Coherent、Lumentum 等擁有自有產能的廠商訂單爆滿,下游無論有多少封裝廠,均無激光晶粒可用。

更深層的結構性壓力來自CPO架構本身對激光器需求的放大效應。在傳統(tǒng)光模組中,一個模組配置一個激光器;而在CPO方案中,為降低熱影響,業(yè)界轉向使用ELSFP(外部激光光源模組)架構,導致激光晶粒需求量與交換機數量之間不再是線性關系,而是成倍數增長,直接沖擊原本就已緊張的InP外延產能。

在晶圓供應方面,Natarajan Ramachandran直接表示"臺積電產能達到極限",預計臺積電先進制程產線將在2026年形成瓶頸,盡管臺積電計劃持續(xù)擴產至2027年。

真正的"超級大堵車"發(fā)生在后道先進封裝環(huán)節(jié)。進入CPO時代,臺積電須導入COUPE(緊湊型通用光子引擎)技術,通過混合鍵合(Hybrid Bonding)將光學芯片與硅芯片進行立體堆疊。這種全新封裝技術難度極高、測試周期極長,導致設備初期單位產出(UPH)難以快速提升。

競爭格局進一步加劇了產能壓力。2026年,博通面對的產能競爭對手不再只是傳統(tǒng)網絡通信廠商,而是英偉達、蘋果、AMD、高通,以及正在重金自研ASIC芯片的谷歌、Meta、OpenAI。當最頂尖的AI算力芯片與最高階的1.6T網絡交換器同時涌入臺積電同一條產線,產能實質上已進入"配給制"。

即便臺積電現(xiàn)在決定大規(guī)模擴產,廠房建設、無塵室竣工、引入ASML極紫外光(EUV)光刻設備及各類高端測試設備的交貨周期動輒十二至十八個月。這意味著2026年的產能,實際上在2024至2025年間便已被各大廠鎖定——現(xiàn)在才追加訂單的客戶,只能等到2027年新產能釋放。

產能壓力正向整個供應鏈外溢。先進封裝并不僅僅是封裝廠的事,真正容易形成卡點的環(huán)節(jié)包括:CoWoS必須配套的ABF基板、先進封裝必備的底部填充膠(Underfill)、AI功耗爆炸帶來的散熱需求、KGD測試與老化測試(Burn-in)、CPO與光模組,以及TSV和中介層的切割與鉆孔等。

臺積電董事長魏哲家曾表示"CoWoS產能仍然不夠"——他缺乏的并非資金,而是配套供應商的產能:載板廠、探針卡廠商、底部填充膠供應商等。臺積電可以投入巨資建設廠房,卻無法迫使這些中小供應商在短期內將產能翻倍。ABF基板擴產動輒需要兩至三年,老化測試時間極長,光纖陣列對位容差在次微米級、難以完全自動化——每一個環(huán)節(jié)都在拖慢整體節(jié)奏。

隨著英偉達持續(xù)推進GPU架構的硬件迭代,供應鏈瓶頸與漲價問題或將成為結構性常態(tài)而非周期性擾動。對投資者而言,產能卡點所在,正是定價權集中之處。

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