特斯拉執行長馬斯克(Elon Musk)終於宣布要興建晶圓廠Terafab。
除了台積電的產能遠遠不夠,他更數次提到把資料中心搬到太空,這種衛星需要的晶片,要耐輻射、能高溫運作、承受極端環境,還要有頂級運算能力。所以,不僅是供應不足,這還是一個「我需要的東西市場上買不到,所以我自己做」的故事。
只是,過去三十年,半導體產業的主流趨勢是分工:設計公司(fabless)專心設計,晶圓代工廠專心製造。這個模式讓台積電成為全球最重要的公司,馬斯克卻要走回英特爾(Intel)模式。
英特爾的IDM(Integrated Device Manufacturer)模式曾經讓它成為霸主,設計和製造緊密整合,互相優化,形成競爭對手無法複製的護城河。
但當製程的複雜度急速成長,情況開始逆轉。首先,先進製程的研發成本,單一公司無法獨自承擔。其次是摩爾定律放緩,意味著必須有更大的產量來攤平固定成本。最後,台積電同時服務幾百個客戶,每天都在累積製程經驗;英特爾只做自己的產品,迭代太慢。
二○二一年,季辛格(Pat Gelsinger)回鍋擔任英特爾執行長,宣布晶圓廠開放代工服務給外部客戶,也開始把自家IC設計產品外包給台積電生產。這個混合模式執行起來變成一場災難,季辛格也在二四年底黯然離職。
有五十年經驗的英特爾都失敗了,馬斯克憑什麼成功?
馬斯克的大招:極端簡化
一個廠只做一種晶片、七天迭代
馬斯克不是笨蛋,他知道英特爾的教訓,所以他改變了Terafab的設計邏輯。首先,它技術上是「兩座晶圓廠」,但每座廠只生產「一種晶片」。一座專門做AI5/AI6(適用特斯拉的全自動輔助駕駛系統、Robotaxi自駕計程車以及Optimus人形機器人),另一座專門做D3(專門為軌道AI衛星打造,能適應太空環境)。
傳統晶圓廠同時生產好幾代CPU或各種伺服器晶片,製程需要兼顧多種產品的需求。Terafab只生產一種晶片,不必考慮這些。且因為產量極大(最終目標是每年一千億到兩千億顆晶片),任何製程調整都可以在幾天內得到統計上有意義的回饋。馬斯克說:「超高產量讓我們可以非常快速的測試哪些步驟可以刪除、簡化或加速。」
最後,所有步驟都在同一棟建築裡完成:設計、光罩製作、晶圓製造、記憶體、封裝、測試。馬斯克說德州奧斯汀的小型研發廠房可以做到「七天內完成一次迭代」。
只要做一種產品、控制所有環節,不需要對外部客戶負責,這是馬斯克的大招。
用「白痴指數」做決策!
優化供應鏈成本與效率
這裡要提一個馬斯克長期使用的決策框架:白痴指數(Idiot Index),用成品成本除以原材料成本,如果這個比值很高(比如十倍以上),馬斯克結論是:若選擇繼續外包給供應商,你就是白痴。這個高倍數代表供應鏈某處存在巨大的低效率,可能是過時的設計、層層疊疊的中間商利潤,或是沒被優化的傳統做法。解法是重新設計、垂直整合,把成本壓到接近原材料的下限。
SpaceX就是這樣誕生的。當馬斯克發現一個閥門報價是二十五萬美元,SpaceX決定自行生產。美國太空總署(NASA)曾經估計,採用傳統方法開發像獵鷹九號這樣的火箭,成本約四十億美元,但SpaceX只用了不到四億美元就實現了同樣的目標。
半導體的白痴指數肯定更高,畢竟晶圓本身並不貴,代工廠的利潤,昂貴的設備,複雜的多層供應鏈才是大頭。
打造Terafab,馬斯克給的數字是兩百到二百五十億美元,分析師普遍認為低估了,高盛甚至預測特斯拉二○二六年的自由現金流將會轉負。
因此,馬斯克需要將Terafab變成特斯拉、SpaceX加上xAI三家公司的合資計畫。SpaceX正在準備一輪可能高達七百五十億美元的IPO或融資,xAI最近則獲得特斯拉二十億美元的直接投資。
這符合馬斯克一貫的模式:在願景最清晰、估值最高的時候募資——Terafab大概也會是這樣。
別人造出火箭要花40億美元,馬斯克用不到4億——現在他要用同一招做晶片。
威脅台積電?
資深人才恐會流失
對台積電來說,Terafab短期內完全不是威脅,至少要好幾年才能量產,這段時間特斯拉和SpaceX還是會繼續向台積電下單。長期來看,Terafab的目標也不是取代台積電,而是製造自家的晶片。真正的風險可能是人才流失。特斯拉正在台灣積極招募資深製程工程師,目標是有十年以上台積電經驗的人。如果這個趨勢持續,可能會對台積電的核心競爭力造成侵蝕。但目前它的規模還很小,不足以構成系統性威脅。
更有趣的是,如果Terafab成功,它可能驗證「大型AI公司應該把晶片生產內部化」的論點。但說實話,除了馬斯克,有誰會這樣做?Meta、Google、微軟(Microsoft)都有自己設計晶片的計畫,但沒有人認真考慮過自己蓋晶圓廠,馬斯克的瘋狂是獨一無二的。
蓋廠難度高,會太樂觀?
他賭AI需求大到讓分工模式崩解
誠實的答案是:沒有人知道。看空的理由很多。特斯拉從來沒有經營過先進製程晶圓廠,二奈米的複雜度是人類科技的極限,全球每年只能生產幾十台EUV光刻機,全面建成需要數千英畝土地和超過十吉瓦(GW)的電力,這本身就是一個基礎建設奇蹟,馬斯克的時程預估永遠過度樂觀。
而看多的理由只需要一個:他是馬斯克,他過去確實完成過多個被認為不可能的計畫。
過去三十年,半導體走向專業分工是有道理的。但現在,人工智慧來了!導致幾乎所有成長都集中在最尖端的製程。
從先進封裝到高頻寬記憶體(HBM),每一層都只有一到三家供應商,而且彼此環環相扣,分工模式的脆弱性就出現了。台積電的CoWoS先進封裝產能已經賣到二○二七年,記憶體價格不斷瘋漲還是供不應求,艾司摩爾(ASML)一台光刻機要價數億美元,全世界一年只能生產幾十台。這從週期性的短缺,變成了結構性的瓶頸。
馬斯克賭的是,AI時代的運算需求會大到讓現有的分工模式崩潰。到那時,能夠控制自己命運的人,就是贏家。
這個賭注可能是對的,也可能是錯的。但至少現在你知道他為什麼要下這個賭注了。