这4大瓶颈，困住了 AI 算力

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多重供应链瓶颈叠加，全球AI算力依旧供不应求。

这4大瓶颈，困住了 AI 算力图3

人工智能产业正飞速发展，这是我们这个时代规模最大的工业变革。AI落地应用持续普及，但绝大多数企业仍处于早期探索阶段。

前沿大模型头部厂商Anthropic年化营收规模（ARR）约470亿美元，OpenAI紧随其后，年化营收约300亿美元。谷歌并未单独披露Gemini相关营收，但2026年5月谷歌开发者大会（Google I/O）公布，Gemini月处理token总量超3.2千万亿，同比暴涨7倍。

Anthropic表示，若能获得更多算力资源，公司营收增速还能进一步提升。所有AI企业均反馈算力供给严重不足。博通CEO Hok Tan在访谈中提到，客户算力紧缺需求将持续至2028年。OpenAI自研AI加速器Jalapeño，以更低功耗、更少硅片实现更高吞吐量，以此扩充自有算力储备。

各大科技巨头正四处采购、租赁可用AI算力。存量英伟达旧款GPU依旧满载运行，在算力供给紧张的大环境下，这类设备能够补充增量算力需求。云厂商纷纷自建算力集群，一方面降低综合成本与功耗，另一方面弥补向英伟达、AMD采购芯片带来的产能缺口。Anthropic与OpenAI已形成成熟方案，可基于任意可大规模采购、租赁的算力硬件运行自家大模型。

即便如此，多重供应链瓶颈叠加，全球AI算力依旧供不应求。

瓶颈一：先进晶圆制造与先进封装产能

全球几乎所有AI算力芯片均由台积电代工。唯有台积电能够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，在数据中心AI芯片代工领域近乎形成垄断。机构预测，台积电2023至2028年营收将增长4倍。与存储厂商不同，台积电并未大幅上调报价，但其毛利率持续走高，现已接近65%区间。

台积电近期上调全球半导体市场规模预期，将2030年市场总量预估从1万亿美元提升至1.5万亿美元。其中AI相关产业将占据整体市场55%份额，智能手机占20%，汽车半导体占10%。

台积电CEO魏哲家表示：“我们还需要很长一段时间，才能满足客户全部订单需求”。尽管台积电持续重金布局，在中国台湾、美国新建多座晶圆厂与封装基地，面向AI芯片必备的CoWoS封装产能2022至2027年复合增速达80%。台积电已将部分CoWoS订单外包给日月光、安靠以缓解产能压力；同期AI加速器晶圆需求涨幅超11倍。

台积电正在研发CoPoS技术替代CoWoS，采用玻璃核心基板降低成本、提升晶圆利用率。台积电在迭代先进制程、封装工艺的同时，同步在全球多地扩建制造基地，成果显著。但即便台积电，产能扩张速度也存在天然上限，人才短缺是最核心制约因素。

台积电会优先保障英伟达、AMD、博通等核心战略客户产能；同时投入大量资源，结合全市场数据核验客户晶圆订单真实性。对于潜力突出的中小型企业，台积电也会适度预留产能。

能够替代台积电的成熟代工选择十分有限：

英特尔、三星虽掌握前沿制程节点，但整体产能规模远不及台积电，先进封装技术与产能配套也存在差距；
中国大陆中芯国际制程落后台积电，部分原因是美国出口管制限制其获取高端光刻设备。即便如此，中芯国际仍可量产成熟制程芯片，华为依托相关产能推出具备市场竞争力的AI算力芯片；
格芯多年前已停止鳍式场效应晶体管（FinFET）工艺研发，最高仅12nm制程，无法用于数据中心AI芯片制造。

在海量需求驱动下，资金雄厚的大型科技企业大概率会分流部分芯片订单交由英特尔、三星代工，主要为低出货量、低复杂度产品，以此腾出台积电产能用于无法替代的核心芯片。有传闻称谷歌已向英特尔（或三星）下达数百万颗张量处理器（TPU）订单。特朗普近期表态苹果将选用英特尔代工，但苹果尚未对此消息予以证实。长期来看，英特尔、三星其中一家甚至两家都有望成长为仅次于台积电的第二梯队代工厂，但追赶之路漫长。

除中芯国际外，全球所有晶圆厂产能扩张均受荷兰阿斯麦（ASML）制约——阿斯麦是唯一高端光刻设备供应商。不过光刻设备并非当下产能扩张的首要卡点。

另外，所有芯片厂商均面临ABF（味之素堆积膜）材料短缺问题，ABF用于连接GPU裸片与HBM内存堆叠。日本味之素掌握全球95%以上ABF产能，该企业2026年上调产品价格30%，并预测2027年材料供给缺口超20%。

瓶颈二：内存，DRAM与闪存产能

当前最紧缺的品类为高带宽内存（HBM），英伟达、AMD、谷歌、亚马逊所有GPU/XPU芯片均离不开HBM，全球约80%HBM产自韩国。扩产HBM不仅需要DRAM晶圆产能，还配套高难度封装产线。HBM由8层、12层或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，制造工艺难度极高。

DRAM行业向来周期性极强：短缺周期价格、毛利率走高，随后数年陷入供给过剩，企业低价竞争、持续亏损。这导致存储厂商扩产态度极度保守，担忧再度进入产能过剩周期。DRAM工艺研发难度极高，全新制程开发周期超5年，新建工厂也需数年建设周期。

与台积电相反，存储厂商通过涨价平衡供需，同时落地长期战略供货协议锁定客户需求（例如近期美光与Anthropic达成合作），协议通常要求客户预付保证金。目前三大存储企业市值均突破1万亿美元。

联合电子设备工程委员会（JEDEC）近期发布新一代HBM标准，采用通用封装搭配玻璃基板，可缓解ABF材料紧缺问题，但相关技术全面落地仍需数年时间。

瓶颈三：数据中心配套，电力供给为最大难题

电力是制约数据中心扩张的首要因素，亚马逊CEO公开将电力列为行业第一大约束条件。各大云厂商多方搜罗可用电力资源：市政电网、天然气发电、布鲁姆能源燃料电池、巴布科克威尔科克斯蒸汽轮机、光伏配套储能等均纳入布局。

电网扩容速度跟不上算力产业用电增速，多地居民强烈反对新建数据中心推高本地电价。特斯拉、Sunrun与谷歌分拆企业RenewHome近期宣布达成合作，通过招募居民自愿接入家用储能电池，在用电高峰期释放储能电力，为17座大型数据中心释放充足供电容量。

云厂商直接锁定油气产区现货天然气资源，管道运力不足以输送全部开采气量。雪佛龙近期与Joulent签订20年售电协议，后者在美国西德克萨斯二叠纪油气盆地园区建设一座2.7GW发电厂，电力专供微软数据中心。

短缺的不只是发电资源，数据中心配套电力设备全线缺货，包含变压器、高压断路器等头部设备。全球燃气轮机龙头通用电气沃华订单已排至2029年。

光伏与储能可作为离网供电方案，但单独使用经济性较差。冬季阴天光照不足，储能电池无法支撑漫长夜间供电，所需资本投入远高于夏季短夜光伏储能配套。因此光伏储能需搭配天然气发电协同运行，尤其在天然气、轮机设备紧缺阶段。

美国多州、社区对新建数据中心抵触情绪持续升温。即便在德州，大部分居民也反对新增数据中心，核心担忧为电价上涨、水资源大量消耗。Cerebras CEO Andrew Feldman在访谈中表示：加州杏仁种植业总耗水量，远超全美所有数据中心用水总和。

瓶颈四：光互连激光器

四大瓶颈中，激光器供给压力相对最小，目前尚未出现严重缺口。激光器大规模用于数据中心机架顶交换机之间插拔式光模块链路；未来2至5年共封装光学（CPO）技术普及后，激光器需求量将进一步暴涨，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为Coherent、Lumentum、住友电工，合计占据68%市场份额，均在全球多地自建产线，其中Lumentum出货量全球第一；Coherent率先采用6英寸磷化铟（InP）晶圆产线。行业其余供应商包含博通、三菱、MACOM、应用光电、朗美通等。

受益AI光模块需求，Lumentum、Coherent两家企业市值均突破600亿美元，相较一年前增长10倍，当前两家产能全部售罄，客户需预付保证金才能锁定产能。今年3月，英伟达分别向两家企业投资20亿美元，保障供应链稳定，该投资落地于英伟达GTC大会前夕，黄仁勋在大会公布CPO技术自2028年纳入英伟达产品路线图。

Lumentum在3月光纤通信大会（OFC）发布会透露，企业磷化铟产能扩张速度很快，但下游需求增速更快。