遠東新聞 科技組
當AI演算能力爭霸賽進入高峰期，台積電卻對全球半導體產業按下了「重新思考」鍵。這家全球最大晶圓代工廠的資深副總經理張曉強，近日在阿姆斯特丹的一場會議上明確表示，AI帶來的電力需求暴增，正讓能源效率超越運算能力，成為未來晶片發展的核心限制。
張曉強透露，從智慧手機到AI資料中心，各領域客戶如今最重視的，是如何在不增加耗電的前提下提升效能。背後原因很現實：營運商正同時面臨電力成本飆升與供電吃緊的雙重壓力。他直言，「客戶目前最希望改善的就是能源效率，無論是邊緣運算、智慧手機、物聯網應用，還是高效能AI資料中心，情況都一樣。」
這項轉變象徵半導體產業正來到重大轉折點。過去單靠在晶片上塞入更多電晶體來提升效能的方式，已無法滿足耗能驚人的AI工作量需求，能源效率如今成為首要設計考量，地位全面超越傳統算力提升。
張曉強強調，雖然提升電晶體密度仍是台積電技術藍圖的核心，但先進封裝、晶片堆疊以及矽光子技術等方法，正變得愈來愈重要，因為這些技術更有助於改善能源效率。他透露，台積電預估從目前的N2製程到預計2028年推出的A14世代，晶片耗電量可降低最多達30%，同時運算效能提升超過20%。
AI資料中心的用電量已經直逼整個國家級規模。目前AI驅動的資料中心主要仰賴GPU運作，其用電量已超過南非和印尼等國，預估將從2024年的260兆瓦時成長至2027年的500兆瓦時，增幅超過一倍。單一次ChatGPT查詢就消耗2。9瓦時電力，是Google搜尋的10倍。
台積電今年4月已宣布延後數年導入下一代高數值孔徑極紫外光曝光機（High-NA EUV），凸顯對即將推出的新一代AI晶片來說，改善能源效率的設計已比縮小電路更為迫切。這項決定在業界引發高度關注，因為台積電本身正是荷蘭艾司摩爾（ASML）EUV設備的最大客戶之一。
對台灣半導體產業鏈而言，台積電此次戰略轉向將帶來新一波商機重組。自2010年以來，全球半導體應用的能源使用量每三年就翻倍一次，若這種速度持續，到2030年半導體產業可能消耗全球近20%的能源生產。在台積電明確將能源效率列為首要指標後，上游供應鏈中專攻先進封裝、散熱材料、電源管理晶片的廠商，預計將成為下一波受惠者。
與此同時，中國競爭對手華為本週公布「Tau Scaling Law（韜定律）」計畫，希望透過加快晶片內部資料移動速度來提升效能。對此張曉強表示，這個概念在業界其實已存在相當長時間，主要仍依賴更緊密整合元件，例如透過3D堆疊技術。華為的做法反映出中國企業目前面臨的限制，由於美國主導的出口管制，中國企業無法取得ASML製造的極紫外光微影設備。
台積電股價近一個月上漲5%，今年迄今漲幅達31%，目前每股價值約418。45美元。伴隨公司在AI驅動需求與能源成本上升之間尋求平衡，分析師正重新評估其估值，同時密切關注更廣泛的半導體市場趨勢與地緣政治風險。
在AI晶片領域，真正消耗能源的並非運算本身，而是資料移動。在多層晶片間傳輸大量資料集可能造成顯著能量流失，資料移動而非運算，已成為AI處理器功耗的主要驅動因素。根據客戶調查，若在最早的架構階段就優先考慮能源效率，可實現30%至50%的功耗節省，但若等到實作或驗證階段才處理，改善幅度僅剩個位數。