AI熱潮推升運算需求　半導體產業面臨記憶體瓶頸

生成式AI迅速成為整個科技產業中最炙手可熱的關鍵詞之一，無論是科技巨擘或新創公司都在積極大力佈局，試圖在這塊眾所覬覦的AI版圖中取得一席之地。然而，若支撐這些AI系統運作的底層硬體本身缺乏關鍵元件與足夠效能，企業究竟能從這波AI熱潮中創造多少實質價值？這一切仍有待檢驗。

事實上，隨著AI工作負載需求持續攀升，半導體銷售表現也同步走揚。根據世界半導體貿易統計組織(WSTS)最新發佈的全球半導體銷售報告，2025年上半年全球半導體銷售額達到3,640億美元，較去年同期成長18.9%，反映市場對高效能運算(HPC)晶片的強勁需求。

自2025年第三季表現出乎預期地強勁後，晶片銷售前景依然持續正向發展。根據WSTS的資料，全球半導體市場整體規模可望成長超過25%，達到約9,750億美元。分析師指出，這波銷售成長主要來自初期AI邊緣應用逐步落地後，資料中心基礎設施投資需求顯著升溫。然而，即便成長趨勢明確，市場仍需保持審慎樂觀，因為半導體產業向來具有高度波動性，景氣反轉往往來得又快又急。

根據德勤(Deloitte)於2025年2月發佈的一份研究報告，即對半導體銷售前景提出相對保守的觀點。報告中指出：「雖然生成式AI晶片及其相關營收(包括記憶體、先進封裝、通訊等)確實帶來了遠高於平均水準的營收與利潤，但這些營收主要集中於少數單價極高的晶片產品，這也意味著整體產業的晶圓產能與實際利用率，並未如表面資料所顯示的那般吃緊。」

該報告進一步提醒，「晶片產業素以高度週期性著稱。在過去34年間，該產業曾九度由成長反轉為衰退。雖然相較於1990~2010年間，過去14年的景氣起伏幅度看似較為溫和，但產業收縮的發生頻率反而有所提高。2025年目前看來仍屬穩健，但2026年的市場走向，依舊難以預測。」

全球晶片產業在過去34年來一直具有極強的週期性，過去幾年更經歷了劇烈的波動。

(來源：Deloitte)

AI能否持續推進？　關鍵在於半導體產業

在半導體銷售持續成長的預期下，產業是否真能在關鍵時刻支撐AI技術的快速演進，成為外界關注的核心問題。從多項指標來看，半導體產業似乎已逐漸顯露供給吃緊的壓力。

麥肯錫顧問公司(McKinsey & Company)提供的統計預測顯示，到2030年，生成式AI的總體運算需求可能高達25 × 10³⁰ FLOPs，這一規模已遠超當前超級電腦，以及採用最新矽製程技術的AI系統效能上限。

麥肯錫報告進一步指出：「生成式AI在B2B領域的實際採用程度，將顯著受到半導體晶片供應是否充足，以及其成本結構的直接影響。企業必須具備能力合理化其對運算基礎設施的投資，確保整體服務成本低於自身可接受的支付門檻。」

目前，整個產業正處於關鍵轉捩點。AI能否順利邁入下一個成長階段，在很大程度上取決於半導體市場是否具備足夠產能，持續提供支撐新一代智慧應用所需的關鍵晶片。儘管新冠疫情期間引發的晶片短缺問題看似已逐步緩解，但新的結構性限制仍持續壓迫關鍵供應鏈，對AI擴散構成實質阻礙，其中最為突出的瓶頸正是記憶體。

就現階段而言，產業已明顯遭遇瓶頸。一方面，先進AI晶片需求急遽攀升；另一方面，傳統記憶體晶片，包括DRAM、高頻寬記憶體(HBM)、快閃記憶體的供應卻迅速收緊，進而引發市場明顯短缺與價格上漲。市場研究機構Counterpoint預期，受到AI擴張效應影響，記憶體價格在2026年可能上漲高達20%。

造成此一現象的主因何在？根據Counterpoint分析，關鍵在於SK海力士(SK hynix)與美光科技(Micron Technology)等記憶體大廠，為了因應AI需求快速成長而將產能重心轉向更先進的HBM，導致舊世代LPDDR4記憶體供應嚴重不足。再加上美國關稅政策與來自中國業者的競爭壓力，使整體供應環境更趨複雜，潛藏高度風險。

不過，市場並非全然停滯，部份業者已開始積極佈局，以緩解記憶體供應吃緊的局面。

例如，Marvell Technology於2025年12月2日宣佈一項可能在產業間掀起漣漪的重大併購案，以32.5億美元收購新創公司Celestial AI。Celestial AI曾入選2025年由《EE Times》發佈的Silicon 100報告，專注於光子織構資料中心技術。此舉將使Marvell在AI晶片與網路解決方案領域，能更直接地與一線競爭對手正面交鋒。

同時，美光科技計畫投資96億美元，在日本廣島興建新的HBM晶片製造設施，亦被視為緩解全球記憶體供應壓力的重要一環。

此外，三星亦明確將加速記憶體技術量產列為核心戰略，並宣佈於韓國器興(Giheung)園區設立全新的半導體研發綜合體(NRD-K)。三星在其新聞聲明中指出，該研發計畫將「導入高數值孔徑(high NA)極紫外光(EUV)微影技術，以及新型材料沉積設備，以加速次世代記憶體半導體的研發進程，包括3D DRAM與超過1,000層的V-NAND」。

此外，聯電(UMC)近期與Polar Semiconductor簽署合作備忘錄，也被視為推動美國本土晶片產能的重要一步。聯電提供涵蓋嵌入式非揮發性記憶體(NVM)的IC製程技術與製造解決方案，而Polar Semiconductor則專注於高電壓、電源與感測器半導體製造。此項合作將有助於支援汽車、航太與國防等關鍵產業——畢竟這些領域一旦面臨記憶體短缺，恐將受到嚴重衝擊。

(參考原文：AI’s Booming Demand Meets a Semiconductor Reality Check，by Stefani Munoz，Susan Hong編譯)

本文同步刊登於《電子工程專輯》雜誌2026年1-2月號

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