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Token紧缺背后,谁在卡住AI算力的脖子?

据中国信通院数据显示,今年一季度国内AI算力需求同比暴涨417%,供给增速仅128%,全年缺口持续扩大。同时,机构预测,2026年全球日均词元需求将达到200万亿,而现有供给仅85-90万亿,缺口接近四成。


这不是一个抽象的数字,从Uber工程师团队4个月耗尽全年AI预算,到国内阿里云、腾讯云、百度智能云等头部厂商相继上调 AI 算力产品价格再到科技巨头四处"扫货"存量GPU——整个行业都在为同一件事焦虑:算力的确不够用了。那么算力供给为何还是迟迟跟不上需求爆发的速度?答案藏在整条半导体供应链的多重瓶颈之中。



四大瓶颈:困住AI算力的供应链困局

AI算力的扩张不是单一环节的问题,而是整条产业链的系统性约束。从晶圆制造到封装设备,从存储到光互连,每一个环节的短板都会成为整体算力的天花板。


晶圆制造与先进封装产能不足:

全球大部分高端AI算力芯片都由台积电代工。在数据中心AI芯片代工领域,台积电近乎形成垄断——唯有它能稳定供给符合要求的先进制程、充足产能,以及可在中介层与基板上集成多颗芯粒的先进封装技术。尽管台积电持续重金扩产,面向AI芯片必备的CoWoS封装产能2022至2027年复合增速达80%,AI加速器晶圆需求涨幅更是超过11倍,但产能扩张速度存在天然上限。


半导体设备与材料产能卡脖子

想要扩产算力芯片,首先要有制造芯片的设备。但当前全球半导体设备正处于全面紧缺状态,成为制约产能释放的关键卡点。半导体前道制造高端EUV光刻机全球仅ASML一家能够量产,每年交付数量有严格上限,是先进制程扩产的最大硬约束。而随着芯片3D化趋势加速,沉积与刻蚀设备的紧缺程度甚至超过光刻机——3D NAND突破三百层、HBM迈向十六层堆叠、GAA结构全面落地,每一层堆叠都需要反复的沉积与刻蚀工序,设备需求量呈指数级增长。后道先进封装的设备瓶颈可能比前道更硬、更持久。用于HBM堆叠的TCB设备订单已排至2027年,部分核心封装设备交期拉长到18个月以上。已有封装厂商因为设备交付延迟被迫调整扩产计划,原定2026年新增的产能只能先开出一半,剩余部分推迟到2027年。


同时关键材料上游供应链全线告急,ABF基板材料,光刻胶、电子特气、CMP抛光液、靶材等关键半导体材料也普遍出现供应紧张。海外主流设备企业深陷产能饱和与零部件短缺困局,存储配套设备交付周期拉长至12至24个月,并同步涨价。


HBM内存产能告急:

如果说GPU是算力的"大脑",HBM就是算力的"记忆中枢"。英伟达、AMD、谷歌、亚马逊的所有GPU/XPU芯片都离不开HBM,而全球极大部分的HBM产自三星、海力、美光。HBM的制造难度远超普通DRAM:由8层、12层甚至16层DRAM堆叠而成,通过硅通孔技术在极小空间集成海量存储单元,配套封装产线技术门槛极高。


更棘手的是,DRAM行业周期性极强,存储厂商吃过产能过剩的苦头,扩产态度极度保守。三大存储企业选择通过涨价平衡供需,同时落地长期战略供货协议锁定客户需求,甚至要求客户预付保证金。


光互连激光器将成下一个爆发点

在这些瓶颈中,激光器供给压力目前相对最小,但未来增长潜力最大。当前激光器主要用于数据中心机架顶交换机之间的插拔式光模块链。而未来2-5年,伴随共封装光学(CPO)技术普及后,激光器需求量将暴涨——CPO链路规模是传统插拔式链路的10至100倍。全球三大激光器厂商Coherent、Lumentum、住友电工合计占据68%市场份额,当前产能已全部售罄,客户需预付保证金才能锁定产能。今年3月,英伟达分别向Lumentum和Coherent各投资20亿美元,就是为了提前保障供应链稳定

算力供需紧张不是短期现象,机构普遍认为上述四大供给瓶颈大概率将持续数年。这场"算力荒"对半导体产业而言,既是挑战,更是机遇,只有产业协同发展,站在到产业一线看清楚方向,把握风口!