机构估算:马斯克TeraFab若达成目标,投入或高达5万亿美元
IT之家 3 月 26 日消息,据 Tom's Hardware 报道,虽然埃隆·马斯克主导的 TeraFab 超级晶圆厂计划目前已获得 200 亿美元注资——该项目拟在同一园区内打通逻辑芯片、存储芯片的制造与封装流程,但这笔资金实际上只足以建设一座 7 纳米级逻辑芯片晶圆厂。马斯克真正瞄准的,是每年生产数百万甚至数十亿颗 AI 芯片,并实现年耗电 1 太瓦(1 TW)的规模。伯恩斯坦研究公司测算认为,这一设想已明显超出现有行业产能边界,若想落地,马斯克或需准备 5 万亿美元(IT之家注:按当前汇率约合 34.53 万亿元人民币)。耐人寻味的是,这一资金体量与几年前山姆·奥尔特曼曾为其最终流产的晶圆厂网络项目寻求的融资规模十分接近。
伯恩斯坦指出,若要支撑年产 1 太瓦算力对应的 AI 芯片,TeraFab 每年大约需要生产 2240 万片 Rubin Ultra GPU 晶圆、271.6 万片 Vera CPU 晶圆,以及 1582.4 万片 HBM4E 存储晶圆,由此推算,需新建 142 至 358 座晶圆厂。
该机构采用的是自上而下的估算模型,即先从机柜级算力需求出发,再折算为半导体制造端所需产能,并明确表示这些数字只是“非常粗略的简化版晶圆产能估算”。分析师根据机柜级系统的功耗参数(Rubin 为 120 千瓦,Rubin Ultra 为 600 千瓦),将系统规模换算为芯片数量,随后结合芯片面积(GPU 裸片约 825 平方毫米、CPU 裸片约 800 平方毫米)、HBM 堆叠数量以及良率等因素,进一步推导出晶圆需求。不过,伯恩斯坦显然高估了逻辑芯片晶圆厂的常规产能(以每月 5 万片起始晶圆计,实际通常约为 2 万片),同时又低估了 DRAM 晶圆厂产能(按每月 5 万片计,实际多为 10 万至 20 万片),再加上其将单座晶圆厂造价估为 3500 万美元,因此即便数万亿美元的总体量级大体合理,这些前提仍可能把总投资预期进一步抬高。
从当下半导体产业的现实情况来看,一座先进前沿逻辑芯片晶圆厂的月产能通常在 2 万片起始晶圆左右,折合年产约 24 万片。若要年产 2511.6 万片逻辑芯片晶圆,在良率为 100% 的理想状态下,TeraFab 约需建设 105 座晶圆厂;若良率降至 80%,则要增至 126 座。当前一座可量产 2 纳米芯片的晶圆厂,投资额大约在 250 亿至 350 亿美元之间(中位数约 300 亿美元),仅满足逻辑芯片产能这一项,就需要约 3.15 万亿美元(良率 100%);若按 80% 良率测算,则约为 3.78 万亿美元。
作为参照,台积电 2025 年的出货规模为 1502.3 万片等效 300 毫米晶圆,其中还包括 200 毫米晶圆以及采用成熟旧制程生产的 300 毫米晶圆。而且,台积电经过二十多年的积累,目前运营的 300 毫米晶圆厂模组也仅约 50 个。
此外,大规模高带宽存储芯片(HBM)的制造,同样是实现马斯克 TeraFab 蓝图的重要一环。美光、三星与 SK 海力士旗下现代 DRAM 晶圆厂的月产能通常在 10 万至 20 万片之间(按中位数取 15 万片)。若需生产 1582.4 万片 HBM4E 晶圆,在良率为 100% 时需要 9 座晶圆厂,若良率仅 70%,则大约需 12 座。单座此类晶圆厂的造价至少为 2000 亿美元,仅存储芯片前端产能的投入就约达 2400 亿美元。不过,HBM 的整体产能并不只取决于 DRAM 芯片数量,还受到堆叠、封装工艺及良率的共同制约。相比之下,全球三大 DRAM 厂商自 21 世纪初以来,累计运营的晶圆厂模组也只有大约 30 个。
至于用于 2.5D/3D 集成与 HBM 组装的先进封装产线,单一阶段的建设成本通常在 20 亿至 35 亿美元之间。TeraFab 若要完成 AI 处理器与 HBM 堆叠芯片的组装,需配置数十条甚至上百条此类产线,这也意味着还要追加数千亿美元级别的投入。
综合各项成本来看,TeraFab 项目的总投资很可能远高于 4 万亿美元,这与伯恩斯坦给出的 5 万亿美元预测总体一致,而且这一估算尚未把土地、工艺研发、软件体系以及生态建设等支出计算在内。
要筹集 5 万亿美元,现实难度极高。作为对照,英伟达、苹果和 Alphabet 目前的市值分别约为 4.34 万亿、3.71 万亿和 3.5 万亿美元,马斯克若要调动如此规模的资金,已超过全球头部上市公司的整体价值。面对这样的体量,无论依靠私募融资、企业联合,还是主权基金,支撑起来都极为困难。即便美国政府有意为马斯克的半导体项目提供支持,也难言轻松,因为其本年度财政预算总额也仅约 7 万亿美元。
可能存在的唯一途径,或许是多国政府、主权财富基金、超算企业以及资本市场共同协作,但这种情形几乎难以真正落地。更何况,若希望在可预见时间内投入 5 万亿美元,真正的瓶颈还不只是资金本身,还包括晶圆制造设备、建筑材料的供应不足,以及足以建设、运营和维护如此庞大晶圆厂体系的专业技术人才短缺。
归根结底,马斯克是否真的打算打造一座在产能上超过台积电、三星和英特尔总和的超级晶圆代工体系,只为向特斯拉、SpaceX 与 xAI 持续提供充足芯片,目前仍没有明确答案。
