AI 算力不再只看 GPU:先进封装、互连与存储为何成为美股芯片新主线?

TradFi
更新于: 2026-09-22 07:41

2026 年 9 月 22 日,费城半导体指数涨幅扩大至 4%,报 12,398.17 点。据 Gate 行情数据显示,英伟达股价上涨 2.3% 至 227.38 美元,博通上涨 1.6%,超威半导体上涨 9.95%,阿斯麦上涨 0.38%,英特尔上涨 12.14%。AMD 市值首次突破 1 万亿美元关口,Arm 涨幅达 17.16%。

市场情绪高涨的背后,一条更深层的产业逻辑正在浮现。资深芯片设计师及硬件分析人士 Mr. Bubble 近日在 Frictionless Podcast 专访中指出,AI 算力基础设施的核心瓶颈正从单纯提升芯片算力,转向先进封装、系统互连延迟以及存储层级管理。他认为,先进制程成本快速上升,而晶体管密度提升幅度有限,使传统摩尔定律面临经济性挑战——相比继续缩小制程,行业正更多通过先进封装将多颗芯片连接为一个计算系统。

本文将从制程经济学、封装产能、互连架构和存储层级四个维度,拆解 AI 芯片产业链的价值分布重构。

制程微缩的经济性挑战与先进封装的崛起

长期以来,市场以晶体管密度每约两年翻倍来衡量芯片进步。但这一框架正面临严峻挑战。Mr. Bubble 指出,推进先进制程节点所需的资本开支已膨胀至数百亿美元量级,而晶体管密度提升幅度却可能仅为 15% 至 20%——“你甚至无法让晶体管数量翻倍”。

行业应对这一挑战的方式,是从“缩小晶体管”转向“扩大面积”。先进封装技术通过将多颗芯片连接为一个计算系统,使它们在逻辑上表现得像一颗芯片。这一趋势正在重塑半导体产业链的价值分布。

中商产业研究院预测,在 AI 加速器订单持续放量、HBM 堆叠层数向 12 层以上演进的推动下,2026 年全球先进封装市场规模将达 581 亿美元,2030 年市场规模接近 800 亿美元。摩根士丹利测算的数据同样指向这一趋势:2026 年全球先进封装市场规模约 560 亿至 580 亿美元,占整体封测比重首次突破 50%,其中 AI 专属封装毛利率高达 48% 至 55%,是半导体产业链中盈利最厚的细分环节。

日月光在 2025 年第四季度法说会上表示,因 AI 普及和整体市场复苏所驱动的半导体需求,2026 年先进封测营收预计从 16 亿美元增长一倍至 32 亿美元,其中约 75% 来自封装,25% 来自测试。台积电方面,2025 年先进封装营收贡献略高于 10%,预期其成长速度将高于公司平均水平,并在 2026 年占营收的百分之十几;2026 年约 10% 至 20% 的资本支出将用于先进封装、测试、光罩制作及其他项目。

CoWoS 产能扩张与供需缺口的持续性

台积电 CoWoS 产能的扩张节奏是观察先进封装瓶颈的关键窗口。根据 TrendForce 数据,台积电 CoWoS 月产能从 2025 年约 7 万片持续爬坡,2026 年底预计达到 12 万至 14 万片,2027 年月产出有望进一步提升至 20 万片左右。摩根大通的预测略有差异,其预计 2026 年底、2027 年底和 2028 年底 CoWoS 月产能将分别达到 11.5 万片、19 万片和 22.5 万片。

尽管产能快速扩张,供需缺口依然存在。供应链资讯显示,英伟达已经预定台积电 2026 年 80 万至 85 万片规格的 CoWoS 晶圆产能,独占全年过半产能配额。在头部客户大量消耗产能之后,博通、AMD、云端厂商定制芯片可分配到的封装资源较为紧张。DIGITIMES 预计 2026 年第四季度 CoWoS-L 占台积电 CoWoS 产能比重将升至约 75%,新增产能主要围绕更大尺寸 AI 芯片展开。

英伟达的路线图演变直观地反映了封装瓶颈的现实约束。据 Mr. Bubble 分析,英伟达最初计划在 Rubin Ultra 架构中封装 4 颗裸片,但受制于封装物理极限,被迫降级为每组封装 2 颗裸片、再通过 PCB 连接两组封装。这意味着 PCB 制造商已成为计算链路中的新瓶颈——它们需要确保相隔数厘米的芯片能够像一颗芯片一样协同运作。

CoWoS 的持续紧缺正在推动先进封装供给体系扩容。部分 CoWoS 后段环节逐步由日月光/矽品、安靠及力成等 OSAT 承接,其中日月光/矽品相关月产能预计由 2026 年约 3 万片提升至 2027 年约 5 万片,安靠则由约 2 万片提升至约 3 万片。产业格局由台积电单点主导,逐步转向晶圆厂、OSAT、基板厂及显示面板企业共同参与的多主体扩产模式。

存储层级重构:HBM 之后,竞争焦点转向闪存与 3D DRAM

随着 AI 推理的上下文窗口从 128K 扩展至百万 token 级别,内存容量正面临前所未有的压力。但 Mr. Bubble 提出了一个务实的拆解思路:模型权重应当保留在 HBM 中,而海量的历史上下文并不需要全部占用昂贵的 HBM 空间。低频访问的上下文可以迁移至更大容量、更低成本的闪存存储层。

存储芯片的供需格局印证了这一趋势的紧迫性。据 IT 市场研究与咨询机构 IDC 预测,2026 年全球 DRAM 供应同比增长仅 16%,NAND 供应增长 17%,均低于历史平均水平,而需求增速分别达 45% 和 38%,供需缺口将持续扩大至 2027 年上半年。SK 海力士披露,其 2026 年 HBM 产能在 2025 年底已全部预售给英伟达、AMD 等核心客户,行业普遍存在“现货溢价”现象。

TrendForce 数据显示,2026 年第二季度 DRAM 产业营收季增 59.5%。其中 SK 海力士第二季度营收季增 37.9% 至 385.9 亿美元,市占 24.9%;美光科技第二季度营收季增 65.5% 至 360 亿美元,市占升至 23.3%。韩国 SK 集团董事长崔泰源近期表示,由于芯片生产存在系统性瓶颈,预计全球内存芯片短缺的情况很可能会持续到 2030 年。

更远期的技术方向指向 3D DRAM——将 DRAM 直接键合在逻辑芯片上方,通过物理距离的极致缩短同时降低延迟、提高带宽并降低功耗。d-Matrix 在 Hot Chips 2026 上展示了 Raptor 3D-DRAM 生成式推理加速器,单卡结合 32 GB 的 3D-DRAM 与约 100 TB/s 的内存带宽,传输每比特仅需约 0.37 皮焦耳。该架构将计算逻辑裸片直接堆叠在 DRAM 之上,每颗 chiplet 提供 4 GB 内存和约 12.5 TB/s 带宽,8 颗 chiplet 组成一张卡。论文数据显示,Raptor 在多种生成模型上实现了比 HBM 配置高 4.71 倍的推理吞吐量,比 SRAM 参考配置高 2.44 倍。d-Matrix 预计 2026 年底完成 Raptor 流片,并已接入英伟达 NVLink Fusion 生态。

系统级设计成为新壁垒:从芯片到机架的范式转换

在 Mr. Bubble 看来,AI 算力的基本单位已不再是单颗芯片或单台服务器,而是完整的机架乃至多个机架。这一判断的核心依据在于:大模型训练和推理的并行化策略,使得芯片间互连的吞吐量与延迟成为决定集群效率的关键因素。

英伟达通过 NVL72 系统和 NVSwitch 交换机网络解决高带宽互连问题,但交换机占用了本可用于 GPU 的物理空间。谷歌 TPU 团队则选择了截然不同的路径——将部分路由逻辑直接构建在芯片内部,使芯片同时充当伪路由器角色。其 Scale-up 扩展域达到了 9,600 颗芯片规模,这也解释了为何 TPU 单卡的 HBM 配置低于英伟达 GPU,却依然能够支撑超大规模训练。

互连技术正在经历从铜缆向光缆的范式切换。2026 年 3 月,AMD、博通与英伟达三大芯片巨头联手微软、Meta 及 OpenAI 成立了光计算互连多源协议小组,核心任务是开发一种通用的光物理层及统一组件,用光缆取代传统铜缆。根据规划,该标准将支持 AI 系统内部和机架间的纵向扩展连接,数据传输速度最终将飙升至 3.2 Tb/s。与以往排他性的技术标准不同,OCI 规范采用了“协议无关”的设计理念,能够同时支持英伟达的 NVLink 以及 AMD、博通主导的 UALink 协议。

在推理侧,“预填充-解码分离”正成为主流架构范式。Kimi 的参考设计已将两个阶段部署在不同节点上,这一架构正在被广泛采纳。预填充阶段计算密集,解码阶段内存带宽密集,将二者分离部署可以显著提升系统整体效率。

硬件层的长期价值:为什么“拥有铁路”比“押注列车”更可靠

Mr. Bubble 的投资逻辑一以贯之:与其押注相互竞争的前沿 AI 实验室,不如持有拥有硬件、封装、存储及其他关键基础设施能力的企业。这一逻辑在近期市场表现中得到了验证。

北京时间 2026 年 9 月 22 日收盘,据 Gate 股票行情数据显示,英伟达报 227.38 美元,涨幅 2.30%;台积电 ADR 报 445.14 美元,涨幅 2.41%;美光科技报 1,043.96 美元,涨幅 2.77%;SK 海力士 ADR 报 188.86 美元,涨幅 0.73%;英特尔涨幅 12.14%,AMD 涨幅 9.95% 且市值首次突破 1 万亿美元关口。

英伟达股价,来源: Gate 股票行情

英特尔股价,来源: Gate 股票行情


AMD 股价,来源: Gate 股票行情

摩根大通将 2026 年底、2027 年底和 2028 年底台积电 CoWoS 月产能预测分别上调至 11.5 万片、19 万片和 22.5 万片,并指出 CoWoS 短缺正在扩大。Evercore 预计博通的电吸收调制激光器产能将从 2025 年的约 4,300 万至 4,400 万只提升至 2026 年的 5,000 万只,反映出互连需求的结构性增长。三家公司——无论是 Astera Labs 对 Scale-up 单芯片互连含量持续提升的判断,还是 Marvell 对连接业务增速的指引,抑或英特尔对先进封装作为全行业瓶颈的强调——都在指向同一结论:互连、封装与内存正在成为 AI 基础设施新的稀缺环节。

结语

AI 算力基础设施的竞争重心,正从制程微缩的单点突破,转向封装、互连与存储的系统级协同。摩尔定律经济学层面的挑战并非意味着算力增长停滞,而是意味着价值分配正在从“谁拥有最先进的制程”转向“谁掌控最关键的瓶颈环节”。先进封装产能的稀缺性、HBM 的供需紧张、闪存卸载与 3D DRAM 的产业化前景,以及 PCB 与系统互连的新瓶颈地位,共同构成了美股芯片投资的新主线。

对于关注这一趋势的投资者而言,理解从芯片到机架的物理堆栈逻辑,或许比追逐单一标的的短期波动更为重要。正如 Mr. Bubble 所言——“拥有铁路的人,比建造列车的公司更值得长期持有。”

FAQ

Q1:先进封装为什么被称为“新摩尔定律”?

传统摩尔定律依赖光刻微缩提升晶体管密度,但先进制程的资本开支已膨胀至数百亿美元量级,密度提升幅度却可能仅 15% 至 20%。先进封装通过将多颗芯片连接为一体化系统,以“扩大面积”替代“缩小晶体管”,成为更具经济可行性的算力扩展路径。

Q2:HBM 之后的存储技术方向是什么?

短期看,闪存卸载是承载海量推理上下文的务实方案。中期看,3D DRAM 通过将 DRAM 垂直键合在逻辑芯片上方,有望同时降低延迟、提升带宽并降低功耗。d-Matrix 的 Raptor 已在 Hot Chips 2026 上展示超过 100 TB/s 带宽的 3D-DRAM 方案,预计 2026 年底完成流片。

Q3:为什么 PCB 制造商成为 AI 芯片的新瓶颈?

当单封装无法容纳更多裸片时,芯片间需通过 PCB 实现高速互连。英伟达 Rubin Ultra 从 4 裸片封装降级为 2 裸片双封装方案,两组封装之间的信号完整性传输依赖 PCB 制造商的工艺能力。这使得 PCB 从被动连接件变为限制算力扩展速度的主动瓶颈。

Q4:GPU 之后,AI 芯片投资应关注哪些方向?

封装环节关注 CoWoS 产能扩张受益方及 OSAT 承接企业;互连环节关注光互连(OCI)标准推进中的参与者;存储环节关注 HBM 供应商、3D DRAM 技术先行者及闪存控制器设计商;系统级关注机架级设计能力领先的企业。

Q5:当前美股半导体板块的估值是否合理?

截至北京时间 9 月 22 日,费城半导体指数报 12,398.17 点,台积电 ADR 市盈率(TTM)约为 33 倍。考虑到 AI 算力基础设施仍处于结构性扩张周期,先进封装和 HBM 的供需缺口预计持续至 2027 年以上,头部企业的盈利增长有望消化当前估值。但需注意出口管制、地缘政治及产能扩张节奏不及预期等潜在风险。

本内容不构成任何要约、招揽、或建议。您在做出任何投资决定之前应始终寻求独立的专业建议。请注意,Gate 可能会限制或禁止来自受限制地区的所有或部分服务。请阅读 用户协议了解更多信息。

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