台积电预测，芯片增长远超预期

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台积电上周在其北美开放创新合作伙伴技术研讨会上介绍了公司及半导体行业的最新动态。2024年1月，台积电的Kevin Zhang在国际半导体产业峰会（ISSCC）上展示了下图（见图1）所示的半导体行业展望。该展望预测，到2030年，全球半导体收入将达到约1万亿美元，这在当时看来是一个大胆的预测。

在今年的OIC大会上，台积电北美CEO萨吉夫·达拉尔(Sajiv Dalal)表示，到今年年底，半导体行业规模将达到约1.7万亿美元，其中仅人工智能(AI)领域就将超过1万亿美元。达拉尔的预测与Gartner对2026年半导体行业规模约1.6万亿美元的预测基本一致。这比最初看似雄心勃勃的预测有了惊人的飞跃。人工智能半导体支出正以惊人的速度增长。

图 2 所示的幻灯片展示了台积电在技术和产品里程碑基础上实现的收入增长。人工智能时代部分重点介绍了当前收入的加速增长。

台积电最近的营收数据（见表 1）显示，同比增长 53.3%，而 2025 年和 2026 年 1 月至 8 月的可比数据则显示，同比增长高达 39.3%。

图 3 显示了高性能计算/移动、汽车和物联网领域的预期增长。台积电业务发展副总裁袁立鹏表示，以 N5、N3 和 N2 三大技术为例，在新技术推出的第二年，新芯片流片数量 (NTO) 增长了 4 倍。这标志着针对 N2 技术的新设计数量大幅增长，并且这一增长势头甚至超过了 N3 技术的新设计增长率。

如图 4 所示的行业预测，人工智能的构建对计算、内存密度和功耗提出了越来越高的新要求。台积电高级研究员兼设计与技术平台副总裁L.C. Lu表示，推理token的使用量在过去三年增长了 500 倍，推理正在成为人工智能的增长驱动力。

Lu指出，功率扩展延续了摩尔定律。以台积电的A14 Nanoflex为例，其单元高度提升至1.5倍（前代节点为2倍），速度提升14%，功耗降低23%（与N2P相比）。上图5显示，从N3P到A12 SPR，高性能计算单元的功率效率提升了2.3倍。

对于存储器，Lu提出了一个基于晶体管数量×速度@功耗的指标（@功耗）。根据技术进步带来的预期提升，该基准值到2029年将提升87倍。五年内，HBM的带宽将提升34倍，3D DRAM将提升115倍，SRAM将提升830倍。2029年每比特能耗的预测值分别为：SRAM 0.32pJ/bit，3DDRAM 1pJ/bit，HBM 2.5pJ/bit。

在一篇介绍台积电2024年OIP（运营创新计划）—— 《台积电弥合通信差距的计划》的文章中，台积电COUPE的推出被誉为台积电实现节能高速通信的重要里程碑，尤其是在串行数据速率跃升至224G和448G之际。台积电COUPE旨在以更低的每比特能耗满足更高带宽的需求。

图 6 展示了台积电 COUPE 的未来发展路线图，其中包括以千兆比特每秒 (Gbps) 为单位的串行数据速率提升。每根光纤可容纳多个波长，从而提高光纤的整体带宽容量，因为每个波长都承载着高速数据。

人工智能如今正处于一个正反馈环境中，人工智能的进步正在推动新工具的开发，并提高新型人工智能技术的研发效率。博通公司ASIC产品部门工程副总裁Greg Dix表示，OpenAI的Jalapeno定制人工智能ASIC从项目启动到流片仅用了九个月时间。Dix指出，在他看来，SoC时代即将结束，SiP时代正在加速发展。

在新的合作关系方面，袁征指出，台积电近期新增imec为合作伙伴，而imec旗下的IC-Link凭借其首个支持混合合作伙伴EDA工作流程的托管云服务——OIP云联盟的整合，荣获年度最佳合作伙伴奖。亚马逊云服务（AWS）和微软Azure也荣获该奖项。台积电年度最佳EDA合作伙伴奖则颁给了Cadence、西门子EDA和Synopsys。

为了使新的人工智能技术能够更好地应用于芯片设计流程和方法，台积电一直与其合作伙伴共同创建新的人工智能驱动流程，并通过人工智能设计套件（ADK）为他们提供支持。