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Google、亞馬遜搶訂 AI ASIC!世芯、創意、聯發科憑什麼接單?拆解台灣晶片設計業卡位雲端巨頭的邏輯

2026.05.14
陳祈安
Google、亞馬遜搶訂 AI ASIC!世芯、創意、聯發科憑什麼接單?拆解台灣晶片設計業卡位雲端巨頭的邏輯
圖片來源|shutterstock

馬斯克的 TeraFab 晶圓廠計畫持續延燒,聯手 Intel、拉攏三星、來台挖角工程師,攻勢看似全面,背後卻藏著一個核心目的:在談判桌上對台積電取得更多籌碼。

與此同時,亞馬遜、微軟、Google、Meta 等超大型雲端服務商接連來台委託設計 AI 客製化晶片(AI ASIC),讓世芯、創意、聯發科三家公司成為市場焦點。

以下 Q 為《數位時代》總編輯王志仁提問,A 為長期追蹤半導體產業動態,曾深入研究晶圓製造與 IC 設計生態系的科技產業專家吳金榮回答。他將從 TeraFab 的戰略本質談起,拆解台積電先進製程的供需緊張,並深入分析 AI ASIC 市場的商業邏輯,以及世芯、創意、聯發科各自切入的方式與護城河。

Q1:TeraFab 計畫究竟是真的要蓋晶圓廠,還是馬斯克對台積電以戰逼和的談判籌碼?

A: TeraFab 剛宣佈時,很多人覺得馬斯克又在誇大其詞,但後續發展值得認真看待。他先去找了 Intel 執行長陳立武,Intel 也很高興地宣佈要全力支援。同時,他大力在台灣招募工程師挖角。我有很多在晶圓廠待過、現在退休或仍在職的業界朋友,他們幾乎一致認為 TeraFab 不會成功,但馬斯克拿它當談判籌碼的意圖非常清楚。

TERAFAB
伊隆·馬斯克(Elon Musk)宣布在德州奧斯汀啟動 Terafab 專案,由特斯拉(Tesla)、SpaceX 與 xAI 合作打造先進晶片廠,鎖定 2 奈米製程,目標自供旗下企業所需 AI 晶片。
圖片來源:

台積電總裁魏哲嘉在法說會上被問到對 TeraFab 的看法,他說:「There is no shortcut(沒有捷徑)。」蓋廠要兩三年,蓋好之後調機台、調製程又要兩三年,而且台積電去美國蓋廠的時間都比在台灣長很多,何況是完全沒有經驗的新進者。對此,馬斯克倒也坦率,他說:「我同意沒有捷徑,但台積電沒給我足夠的產能,所以我只好自己來。」

馬斯克的策略就是多管齊下、累積籌碼。他近期宣稱要採用 Intel 14A 製程,雖然 14A 尚未正式量產、效能也還不確定,但這個動作對 Intel 有振奮效果,也讓他多了一張牌。總結來說,TeraFab 的核心邏輯是:手上籌碼越多,跟台積電談判時才能從「你付錢就排隊」升級到「我們來坐下來好好談」。

延伸閱讀|馬斯克宣布建超大晶圓廠 TeraFab!挑戰台積電的三條路,誰可行?為何專家不看好?

Q2:台積電先進製程嚴重缺貨,馬斯克轉單三星 2 奈米有解嗎?

A: 台積電的 3 奈米是史上罕見的案例。一般來說,一個製程節點的產能建置完成後就不會再擴張,但 3 奈米是唯一的例外。目前月產能已達約 15 萬片,後續可能再增至 18 至 20 萬片;台南科學園區還要再蓋一座新的 3 奈米廠,亞利桑那州廠也正在裝機、預計明年初量產 3 奈米,日本熊本二廠同樣規劃 3 奈米。這代表 3 奈米嚴重缺貨,客戶訂單都已下很久了。

2 奈米的情況更誇張。2025 年第四季才開始量產,良率非常好。今年月產能達 5 至 6 萬片,年底月產能預計達 9 至 10 萬片,明年底接近 20 萬片,亞利桑那州廠可能要到 2027 年才生產 2 奈米,但訂單現在就已經滿了。

馬斯克旗下特斯拉在台積電訂不到產能,就轉向三星,宣布由特斯拉與三星簽署長期合約,在三星美國德州泰勒廠以 2 奈米製程生產 AI6 晶片,訂單金額 165 億美元(約新台幣 5,198 億元)。但三星 2 奈米的表現令人存疑。YouTube 頻道 Android Addicts 在今年 3 月底發布的實測影片中,對比三星 2 奈米 AP(Exynos 2600)與台積電 N3P(Snapdragon)組裝的兩款 Galaxy S26 手機:台積電版本續航約 9 小時 26 分鐘,三星版本只跑了 6 小時 48 分鐘就沒電,差距約 28%,而且機身還發燙。由此推算,三星 2 奈米的效能甚至比台積電 3 奈米還差,功耗更高。

三星良率問題長期存在。根據產業報導,三星 2 奈米良率在 2025 年上半年僅約 20 至 30%,下半年改善至 50% 至 55% 左右,但截至 2026 年初仍低於業界普遍認定的穩定量產門檻 60%;若扣除後端封裝損耗,有效良率更降至約 40%。為彌補良率不足,三星有時藉由排查設備篩選可用晶粒後再出貨,雖然價格看似划算,但 IC 若不耐操,在 AI 時代就是致命弱點。在 AI 時代,晶片必須 24 小時不停運轉,功耗和可靠性至關重要。台積電的千錘百鍊,連輝達財務長都曾公開說,A100 的 GPU 伺服器跑了那麼久還非常穩定,正是因為台積電製程做出來的 IC 可靠性極高。

Q3:為什麼雲端巨頭紛紛砸錢客製化晶片(AI ASIC),需求為何在這個時間點爆發?

A: ASIC 是 Application Specific Integrated Circuit 的縮寫,意思是「特定應用積體電路」,也就是為特定用途量身打造的晶片。這個概念不是 AI 時代才有,早在幾十年前就存在,差別在於過去的規模和需求遠不及現在。

進入 AI 時代,亞馬遜、微軟、Google、Meta 等超大型雲端服務商,預計今年在 AI 基礎設施上的投資將近 7,000 億美元。這些公司大量採購輝達 GPU 做訓練,但訓練完成後的推理工作,GPU 並不是最有效率的方案。各家公司有不同的推理場景和演算法需求,市場上找不到完全符合的現成晶片,自然就轉向 ASIC。

輝達GPU示意圖
輝達GPU示意圖
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Google 是最早的先行者。大約 2014 至 2015 年,他們發現 GPU 處理搜尋演算法效率不足,於是找 Broadcom(博通)自研第一代 TPU(Tensor Processing Unit),專門做矩陣運算,加速推理工作。根據 Google Cloud Next 2026 官方宣布,於今年四月推出的第八代 TPU ,已拆分為兩顆——一顆專做訓練(Training),號稱效能比上一代 Ironwood 強近三倍;另一顆專做推理(Inference),分工更細、效能更強。這條路走了十年,成果顯而易見。

Q4:Broadcom 如何靠 AI ASIC 代工稱霸市場,亞馬遜、Google 的晶片佈局又有何不同?

A: Broadcom 原本以網通晶片起家,但在執行長陳福陽帶領下,轉型為 AI ASIC 代工的最大玩家。Google 第一代 TPU 就是找 Broadcom 操刀,後來 Meta、微軟也都找他們。Broadcom 的模式是 Turnkey(一條龍服務),客戶把規格和需求告訴他後,包辦設計、投片、封裝,交出成品晶片。目前 Broadcom 大約有七至八成的業務來自 AI ASIC,獨占最多大客戶。Meta、微軟同樣委託 Broadcom 設計,主要用於自家推理基礎設施。

broadcom圖.jpg
broadcom示意圖。
圖片來源:

亞馬遜的 AWS(雲端運算服務)是雲端市場占有率第一,他們選擇走自己的路,自研的 AI 晶片叫做 Trainium,沒有找 Broadcom,而是找台灣的世芯負責設計。亞馬遜後來也投資了世芯。

Google 雖然已與 Broadcom 簽下延續至 2031 年的長期 TPU 合約,但仍積極引入第二、第三設計合作夥伴以分散風險。第八代 TPU 拆分為兩顆:TPU 8t(訓練)仍由 Broadcom 設計,TPU 8i(推理)則由聯發科負責設計。此外,據今年 4 月《The Information》報導,Google 正與 Marvell 洽談共同開發一款記憶體處理器與另一款推理 TPU,合約尚未簽署,Marvell 可能成為第三合作夥伴。值得一提的是,推理晶片新創 Groq(一家做 LPU 語言處理器的公司,於 2025 年 12 月與 NVIDIA 簽署 200 億美元非獨家技術授權協議)第一代 ASIC 也是找 Marvell 操刀,顯示 Marvell 在 AI ASIC 代工領域上也有相當實力。Google 此舉,明顯是要避免過度依賴單一供應商,同時對 Broadcom 保留議價籌碼,與馬斯克推動 TeraFab 的邏輯如出一轍。

google tpu
專為訓練效能與推理打造的 TPU 8t(左) 與 TPU 8i(右),能夠大幅縮短模型運算時間。
圖片來源: google 台灣官方部落格

延伸閱讀|電力比晶片更稀缺:NVIDIA 砸 200 億美元收購 Groq!台大教授剖析 2026 年 AI 競賽的兩大主軸

Q5:世芯、創意、聯發科,哪家廠商最有機會切入 AI ASIC 市場?

A: 三家公司的定位各有差異,但都有各自的護城河。

世芯走的是 Design Service(設計服務)模式,本身沒有自有產品,核心競爭力在於累積大量 IP(即可授權重複使用的預設電路模組),提供客戶 license 授權,也可以幫客戶做完整的 Turnkey 解決方案。世芯與台積電關係密切,能快速取得台積電的產能資訊和最新製程技術,這讓他們在面對客戶時有很強的說服力。亞馬遜選擇世芯設計 Trainium,也因此直接投資了世芯。

創意是台積電的關係企業,擁有台積電背書,IP 資源豐富,許多 IC 設計公司在下片(即將完成的晶片設計送交晶圓廠正式開始生產)量不大時會透過創意與台積電合作,創意扮演的是整合者角色。即使像 Broadcom 這樣的大客戶,也可能向創意取得特定 IP,再透過創意到台積電下片。

聯發科的情況不同,屬於「行有餘力則以學文」。本業 IC 設計做到夠大,才有能力跨足 ASIC 代工。聯發科最大的優勢在於累積了大量 IP,涵蓋無線通訊、影像處理、電視晶片等各領域,要幫客戶兜出一顆 IC,幾乎沒有障礙。近期傳出聯發科參與 Google 最新一代 TPU 的部分設計,Google 對此未否認;聯發科今年也宣示,AI ASIC 接單佔營收目標要從不到 5% 突破到 10%,目標至少 10 億美元。

至於客戶擔心自有產品線與聯發科重疊、資料外洩的顧慮,我認為存在但影響有限。以 Google TPU 這種案例來說,Google 不怕聯發科做出競爭產品,因為這類深度客製化的晶片與整個系統生態系高度綁定,根本無法拆出來單獨販售。

Q6:台灣 AI ASIC 生態系的下一步:新公司能否崛起、舊廠商如何轉型,進入障礙究竟有多高?

A: 新公司要進入這個領域,可能性有,但進入障礙非常高,原因有三。

第一是 IP 累積門檻。做 AI ASIC 需要大量複雜的 IP,這些 IP 不是新進者短時間能建立的,現有玩家累積了多年,差距很難快速追上。

第二是產能排序問題。台積電不會拒絕新客戶,但新進者排隊一定排在後面,先進製程的交貨時間本來就長,這對需要快速交付的 AI 客戶是很大的障礙。

第三是投資規模。一顆 5 奈米或 3 奈米的 ASIC,從光罩到測試、元件庫、電子設計自動化工具費用,整體投入成本大約在 3 到 5 億美元,不是一般新創能負擔的。而且客戶在下委託設計訂單時,也會評估設計公司的財務穩定性和能否兌現承諾,信任的建立需要時間。

因此,轉型比新創更可行。現有 IC 設計廠商若有足夠的 IP 積累,轉型進入 AI ASIC 相對有底氣。目前聽說有幾家公司在評估,但還沒有辦法做到理想的規模,可能只是幫忙投片、做較簡單的設計服務。像聯詠這樣專注 LCD(液晶顯示器)驅動 IC 的公司,要跨入 AI ASIC 的挑戰更大,因為兩者所需的 IP 類型差距很遠。

值得注意的是,不管實際能否轉型成功,只要公司宣布涉足 AI 領域,資本市場立刻有反應。大立光宣布跨入 AI 的那天,股價直接漲停。有 AI 跟沒 AI,本益比和市場關注度的差距,已經是非常現實的事情。

收聽完整 Podcast|數位時代 EP283|AI ASIC 訂單翻轉台灣晶片設計業,世芯、創意和聯發科強勢的背後邏輯?ft. 科技專家吳金榮

(本文初稿為 AI 編撰)

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