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AI供應鏈瓶頸卡關的關鍵  

文.洪寶山

博通(Broadcom)實體層產品行銷總監Natarajan Ramachandran在3月24日台北記者會指出,目前AI相關供應鏈的三大瓶頸是:雷射產能、晶圓(意指台積電先進製程),以及PCB。他特別點名用在光收發器內部的小型PCB(Paddle Card),交期已從約六週拉長到約六個月,預期要到2027年才會緩解。

光收發器小型PCB 交期估2027年緩解

博通執行長陳福陽在3月的財報會議中也確認,博通已提前確保了2026年至2028年關鍵組件的供應,包含先進製程晶圓、高頻寬記憶體(HBM)及載板。

在高階光收發模組(如800G/1.6T)中,Paddle Card(槳式電路板)是連接外部電纜與內部光電元件的關鍵橋樑。

這類小型PCB由於空間極小且需處理極高頻訊號,通常採用mSAP(改良型半加成法)製程,主要由具備高階HDI或IC載板技術的廠商供應,包括欣興、臻鼎-KY、金像電、定穎投控、泰鼎-KY。

全球瘋搶HBM 擠壓Paddle Card產能

為什麼Paddle Card會變瓶頸?製作Paddle Card所需的mSAP製程,與生產AI伺服器所需的IC載板製程部分重疊。

當全球都在瘋搶HBM產能時,這些小型PCB的產能自然被擠壓。1.6T模組要求極低損耗,Paddle Card必須使用高階的超低損耗材料(Ultra Low Loss)與精密的阻抗控制,這不是一般傳統PCB廠能做的。

由於博通等大廠對訊號品質要求極嚴,一旦換供應商需要六個月以上的認證期,這也是為什麼Google、Meta寧願簽三至四年長約也要鎖定既有廠商產能的原因。

需求量倍數成長 雷射元件成CPO時代大瓶頸

為什麼雷射元件會成為CPO時代大瓶頸?為了支撐1.6T甚至更高頻寬,雷射必須在極高溫的資料中心環境下保持波長穩定。

全球能做雷射二極體的廠商很多,但AI資料中心要求的規格是「超高功率」且「極低雜訊」的CW(連續波)雷射。

許多供應商雖然能產出雷射晶粒,但經過嚴格的可靠度測試後,符合CPO高標要求的良率可能不到30%。

為了防止雷射損壞導致昂貴的交換器停擺,一個CPO接口往往會配置具有「冗餘(Redundancy)」功能的外部雷射源。

高功率雷射依賴磷化銦(InP)技術,全球具備6吋InP大規模量產能力的廠商寥寥無幾。

在傳統光模組中,一個模組配一個雷射,但在CPO解決方案中,為了降低熱影響,業界轉向使用ELSFP(外部雷射光源模組),這種架構導致雷射晶粒的需求量並非與交換機成1:1增加,而是成倍數成長,這直接衝擊了原本就吃緊的InP磊晶產能。

如果最上游的InP磊晶圓(如聯亞)或是具備自有產能的Coherent、Lumentum產能被訂單塞爆,後段再多廠商也沒雷射晶粒可用。

真正「超級大塞車」在後段的先進封裝

針對晶圓,Ramachandran直接說「TSMC hitting production capacity limits」,並指這些先進製程產線在2026年形成瓶頸,儘管台積電計畫持續擴產到2027年。

很多投資人會覺得奇怪:「台積電不是一直在蓋新廠、一直在擴產嗎?怎麼還會不夠用?」

實際上,真正的「超級大塞車」發生在後段的先進封裝!到了CPO時代,台積電必須導入COUPE(緊湊型通用光子引擎)技術,把光學晶片與矽晶片「立體堆疊(Hybrid Bonding)」在一起。

這種全新的封裝難度極高,測試時間長,導致機台的產出率(UPH)在初期根本快不起來。

搶奪同一條產線 產能變「配給制」

在2026年,博通不是只跟傳統網通廠競爭,它是在跟NVIDIA、Apple、AMD、Qualcomm,以及Google、Meta、OpenAI這些砸重金做自研ASIC晶片的科技大廠們搶奪同一條生產線,當所有最頂尖的AI算力晶片、最高階的1.6T網路交換器全部擠在台積電門口時,產能自然就變成了「配給制」,台積電就算現在決定大擴產,建廠、無塵室完工、引進ASML的極紫外光(EUV)微影設備,以及各種高階的測試、點膠、對位機台,設備的交期動輒十二到十八個月以上。

所以,2026年的產能,其實在2024、2025年就已經被各大廠包圓了。現在才要加單的,只能乖乖排隊等到2027年新廠產能開出。

二線封裝、關鍵零組件廠擴產慢 緩不濟急

既然台積電產能塞車,那跟台積電搭配的二線封裝廠或關鍵零組件廠會發生什麼事?這就是產能外溢效應!先進封裝不是只有封裝廠,真正容易變瓶頸的是,載板(CoWoS一定要)、Underfill底部填充膠(先進封裝必備)、散熱(AI功耗爆炸)、測試(KGD、Burn-in)、光通訊(CPO、光模組)、探針卡(先進製程測試)、切割與鑽孔(TSV、Interposer)、FAU與光纖陣列(CPO必備)。

台積電可以擴產,但這些供應商擴產很慢,這在2023年CoWoS大缺時已經發生過一次,例如晶片面積越來越大,消耗良率與面積,且ABF擴產動輒二至三年。

縫隙奈米化,膠水不能有氣泡且需耐極端熱應力,特化配方極難。晶片疊合前必須確保100%沒壞(KGD),老化測試(Burn-in)時間極長,嚴重拖慢產能。雷射怕熱、高功率要求嚴苛,模組供不應求。

節點越小,探針越細,高頻高速測試要求微米級精度。晶圓變薄極易碎裂,且矽穿孔(TSV)與玻璃基板鑽孔需要頂級雷射技術。光纖對位容錯率為次微米,無法輕易全自動化。

供應鏈瓶頸卡關漲價將成常態化

所以當輝達持續推進GPU架構的硬體升級,供應鏈瓶頸卡關、漲價問題可能會成為常態化。

所以當台積電董事長魏哲家說「CoWoS產能還是不夠」的時候,他缺的不是錢,他缺的是這些載板(欣興、景碩)、探針卡(旺矽、精測)、測試座(京元電、穎崴)、FAU與光纖陣列(上詮、波若威)、切割與鑽孔(鈦昇、萬潤),還有Underfill膠水(達興材料、華立、長興)!

台積電可以花一千億蓋廠房,但他沒辦法逼這些小廠明天就變出兩倍的產能!產能卡關的地方,就是定價權所在的地方,也就是股價飆升的密碼!


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