近期人工智能(AI)数据中心的快速扩张不仅对图形处理器(GPU)的需求激增,还引发了功率半导体的供应危机,导致全球供应链出现瓶颈。这是因为AI服务器对电源管理组件的需求呈爆炸式增长,而供应却无法跟上。
据半导体行业及市场研究公司TrendForce 7日发布的报告显示,英飞凌、德州仪器(TI)和安森美等主要供应商的部分功率半导体器件的交货周期近期已超过35至40周。鉴于元器件交付延迟等因素,TrendForce将今年全球服务器出货量增长率的预测值从之前的20%下调至13%。负责服务器电压转换和电源控制的电源管理集成电路(PMIC)和MOSFET已成为战略性商品,需求量极大,几乎一货难求。MOSFET是一种半导体器件,它像水龙头一样,通过电压精确控制电流,从而实现电源的开关功能。
供应短缺的根本原因在于人工智能服务器架构变革导致的功率密度激增。人工智能服务器的功耗远高于传统通用服务器,而随着下一代GPU功耗的飙升,负责功率转换和控制的模拟半导体的需求也呈指数级增长。尤其值得注意的是,随着电源系统走向多级化,以及芯片级精确控制设计日益普及,相关组件的用量也随之大幅增加。此外,由于中东局势紧张升级引发霍尔木兹海峡危机,导致全球氦气主要供应国卡塔尔的氦气供应不稳定,进一步加剧了半导体生产的中断。
对工业领域的影响也日益显现。由于主要供应商优先分配人工智能服务器订单,无法获得充足供应的制造商的需求正迅速转移到二三线供应商,例如台湾的盘吉半导体和台积电(TSC)。这些公司通过填补主要供应商留下的空白而直接受益,并利用了台湾强大的模拟半导体供应链;一些观察人士认为,台湾供应链已成为构建全球人工智能基础设施的关键支柱。
三星电子和 SK 海力士等存储半导体公司在高带宽内存 (HBM) 需求不断增长的推动下,继续保持盈利上升趋势,但它们也在密切关注功率半导体瓶颈可能导致服务器整体出货量延迟并抑制内存需求的可能性。
政府也在加快应对步伐。贸易、工业和能源部以及科学技术信息通信部计划今年投资8.6万亿韩元用于国家战略技术研发,比上年增长30%,以支持包括功率半导体在内的核心技术的自主研发。
由公私部门联合发起的下一代功率半导体推进小组近日宣布了一项计划,旨在通过培育下一代功率半导体产业的路线图,建立连接釜山、罗州和浦项的“南部功率半导体创新带”,并提出到 2032 年将技术自主化率提高一倍以上的蓝图。
一位业内人士表示:“功率半导体如今已成为决定人工智能基础设施‘能源安全’的关键因素。韩国还必须确保获得碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)等下一代材料技术,以克服供应链的结构性限制。”
此外,有报道指出,台达电吃光了台厂高压MLCC产能,继禾伸堂高压MLCC产能告缺之后,华新科集团旗下信昌电发出交期延长通知,预告MLCC交期延长16~18周。
据业界分析,传统电力架构有直、交流电的转换,随着数据中心采用800V HVDC供电架构,力求降低电力转换次数,随之而来的是瓦数提升,PowerShelf(机架式电源)从3kW提升至5kW,目前已经提升至12kW,最新的PowerShelf已经推升至110kW,高压MLCC在AI掀起的电力革命时代,瞬间从小众市场变显学,二大高压MLCC厂禾伸堂、信昌电脱颖而出,展现十年磨一剑的坚强实力。
信昌电6日发出交期延长通知,预告MLCC交期延长至16~18周,母公司华新科证实,信昌电确实发出交期延长通知,尽管该份通知并未标注什么产品延长交期,然而业界盛传,电源大厂在800V HVDC的供电架构之下,横扫为数不多的高压MLCC产能,禾伸堂的产能透过电源厂被GPU芯片厂包了,高压MLCC订单外溢,信昌电因此而受惠。
业界预期,AI伺服器电力转换带动的高压MLCC需求极大,远大于供给,供需缺口不小,交期延长的下一步,有机会酝酿涨价潮。