《數位時代》爬梳創投、媒體、研調機構等770家AI企業,從中評選出全球100家及台灣20家最具創新的代表者。
全球科技巨頭競相擴建AI資料中心之際,也促成晶片設計業重大改變。
生成式AI崛起讓算力需求呈指數增加,雲端公司除了大量採購通用的GPU外,也同步開發客製化AI晶片,並交由專業設計公司進行。這種被稱為ASIC(特定應用積體電路)的模式,使晶片設計服務與NRE(一次性工程費)市場快速成長,加重台灣在全球AI供應鏈中的角色。
什麼是「一次性工程費」?
NRE(Non-Recurring Engineering)是客戶為晶片設計支付的一次性工程費,用於支付設計、驗證與軟體開發成本。隨著晶片製程愈來愈先進,NRE成本也快速提高。市場研究機構估計,1顆5奈米晶片的NRE約4億美元、3奈米約6億美元,2奈米則超過7億美元。
2026年全球主要雲端公司的合計資本支出,將近7,000億美元。其中,亞馬遜(Amazon)的投資預計突破1,000億美元,微軟(Microsoft)的年度資本支出接近800億美元、Google約750億美元、Meta 約650億美元。這些投資主要用於AI伺服器、資料中心土地與電力設施,以及大量採購高階運算晶片。
AI算力支出飆升,巨頭搶造專屬晶片
大語言模型的參數從數十億擴大到數千億乃至上兆,使得單一模型訓練需要數萬顆加速器,模型訓練的成本更高達數億到數十億美元。為了降低長期成本並提升能源效率,雲端公司也尋求比通用GPU更高性價比的解決方案,客製化晶片因此成為選項。
研究機構Counterpoint研究總監劉景民指出,AI晶片通常需要整合高頻寬記憶體、先進封裝與複雜軟體堆疊,設計難度遠高於傳統通訊或消費電子晶片。這使得雲端公司更傾向尋求專業設計服務。
例如,Google的TPU系列已發展到第7代,亞馬遜推出Trainium,微軟的Maia AI晶片,Meta也持續開發MTIA晶片。這些晶片主要用於AI訓練或推理任務,能針對特定工作負載進行最佳化,並且和外部設計公司合作。
研究機構TrendForce預估,隨著AI資料中心需求持續增加,客製化AI晶片市場規模未來5年可能突破2,000億美元。另一家研究機構Gartner也指出,雲端服務商對客製化晶片的需求將顯著增加,尤其是在AI推理與資料中心網路加速領域。
美系大啖首波紅利,台廠挾生態系卡位
客製化AI晶片市場推動新的產業分工模式。在這個模式中,雲端公司定義需求與軟體架構,ASIC設計公司負責晶片設計與驗證,晶圓代工廠負責製造。這種分工與晶圓代工產業的發展模式相似,也被稱為「晶片設計代工」。
美國晶片設計公司是這波浪潮的最早受益者。博通(Broadcom)近年大力布局客製化AI晶片市場,為大型科技公司提供客製化晶片設計服務,另一家邁威爾科技(Marvell Technology)則主攻資料中心與高速網路晶片,其AI相關業務成長迅速。邁威爾科技過去1年來股價成長近3成,博通則超過6成。
台灣晶片設計公司同樣受益。世芯與創意電子近年接獲多個AI晶片設計專案,是台灣在此領域知名度最高的2家。世芯專注於先進製程ASIC設計,與亞馬遜合作密切;創意電子則提供系統單晶片(SoC)整合與高速介面設計,是晶圓代工生態系的重要合作夥伴。
台灣晶片設計龍頭聯發科也加入分一杯羹。聯發科以往專注於手機晶片,但其系統單晶片整合能力與IP資源,具備跨入ASIC市場條件,目前也與Google、輝達(NVIDIA)都有案子在進行。聯發科在今年初法說會上強調,積極布局ASIC市場,鎖定資料中心、雲端服務商和AI加速器領域,預計今年營收突破10億美元,並在未來3年成長為僅次手機晶片的第2大業務。
台灣擁有先進晶圓代工和封測的能力,也具備完整晶片設計服務生態系。隨著AI應用正從訓練擴展到推理與邊緣運算,每種應用可能需要不同架構的客製化晶片,意味著ASIC仍有龐大發展空間。當科技公司爭奪AI領導地位,晶片設計服務公司成為背後的重要推手,這場競賽為台灣帶來的不只是訂單,更是半導體產業躍升的另一次機會。
責任編輯:謝宗穎