由Open AI研發的ChatGPT掀起人工智慧（AI）旋風席捲全球，為爭奪生成式AI商機，近期輝達與超微火力全開，先後發表新晶片。本刊調查，這場晶片大戰也加速Google、微軟與Amazon等雲端超級大咖自研晶片，台廠如深耕IC設計服務20年的世芯，以及新創公司創鑫智慧等，也各自從特殊應用晶片（ASIC）、AI加速推論晶片等領域切入，搶食大餅。
6月26日，電子五哥之一的緯創資通，宣布斥資9.99億元，以每股1,448元取得世芯電子私募普通股69萬股股權，持股比例約0.94％。以電子產品代工為主的系統廠，竟直接投資IC設計業者，引發科技界議論，究竟會引起何種新火花？
客製晶片 需求遽攀升
「世芯吸引緯創目光的原因，就在於生成式AI，將讓客製化晶片變得更重要，尤其是特殊應用晶片（ASIC）。」看著緯創入股世芯的新聞，工研院協理暨AI策略辦公室主任蘇孟宗向本刊分析：「過去緯創與IC設計八竿子打不著，但隨著從單純的電子代工，往系統整合、電動車等領域發展，加上未來工業資安、自動駕駛等新市場，因生成AI會有更多的延伸與應用，讓緯創看到客製化AI晶片需求急遽攀升。」
「AI最核心的就是算力晶片，世芯過去在高速運算累積許多經驗和技術，所以許多積極布局AI的非晶片大廠紛紛找上門，角色越來越重要。」世芯董事長關建英自豪地說。事實上，世芯早已手握三大雲端客戶訂單，包含亞馬遜（Amazon）、谷歌（Google）、微軟都是核心客戶，且4、5年前就來敲門。
根據研究機構Next Move Strategy Consulting報告顯示，2022年全球AI晶片市場規模約228.3億美元，預計2030年將成長至3,040.9億美元，年均複合成長率（CAGR）近29％。
台廠搶攻 美雲端巨頭
高度成長的關鍵原因，就在於包括谷歌、臉書（Meta）、微軟等雲端大咖紛紛投入AI資料中心建置，引爆AI晶片需求，除向輝達（nVIDIA）、超微（AMD）等大型晶片廠採購外，自研晶片也是另一條路。一位專家指出，過去雲端大廠一直積極投入自研運算晶片，但先進製程的投片成本不低，透過IC設計服務業者以客製量產ASIC晶片的模式開發，相對具成本效益，也開啟IC設計業者的新商機。
曾是外資半導體資深分析師的聚芯資本管理合夥人陳慧明觀察，目前生成式AI晶片市場不只有通用型高速運算晶片需求，相關周邊運算也是切入點，因為生成式AI涉及到生態系建立。「目前輝達、超微各自有像是CUDA、ROCm等AI生態系軟體作為輔助，平台相對完整，反觀聯發科等台廠若要發展軟體切入市場，恐需一段時間醞釀。」
陳慧明進一步補充，台灣IC設計業的強項在於製程、降低成本、降低功耗（耗電），因此建議台廠與其揮軍高效能運算（HPC），不如選擇與AWS（亞馬遜網路服務公司）這類雲端服務企業合作，反而較為可行，「像是台積電旗下的創意、世芯等業者，就是以代工思維，協助美國雲端業者開發解決方案，而非建立平台。」陳慧明說。
其中，成立近20年的世芯即是國內先進製程IC設計服務的佼佼者之一，主要業務是幫助想自研晶片的客戶開發ASIC或是系統單晶片（SoC）；對於原本沒有設計、生產晶片經驗的雲端、品牌業者，更容易打造自家專屬的晶片，AWS也因此成為世芯客戶。
神山牽線 世芯露鋒芒
究竟，AWS為何要自研AI晶片？AWS表示，由於AI深度學習使用量增加，開發團隊受到固定運算限制，連帶影響其模型、應用程式開發，透過投入自製晶片，能藉此降低訓練成本。而自製晶片Trainium相較於同等級的他牌晶片，不僅能節省高達50％的訓練成本，效能也顯著提升。
談起世芯為何能打入雲端三大咖？關建英坦言：「我們自己是敲不進去啦！客戶只認識高通、英特爾，怎會知道亞洲公司（世芯），不可能！但若轉去問台積電誰會最高階製程，就會來找我們了。」關建英半開玩笑地說：「要讓晶片達到最高算力，就必須採用最先進製程。」技術上，在設計架構不變的狀況下，僅是製程的更迭，就能提升20至30％的算力，刺激各界布署先進製程；世芯7奈米已協助客戶進入量產，3奈米已進入研發測試階段。
「3奈米製程目前全世界沒幾家廠商在碰，即便蘋果（Apple）有做一些，也大多用於手機，複雜度和雲端AI相差甚遠。世芯所聚焦的雲端AI晶片，是一個晶片內塞進1,000顆核心的概念，進入門檻非常高。」關建英分析。
「其實世芯一路走來真的不容易，我們從第一天就開始聚焦做大型晶片（large scale chip），產品有點類似現今的高速運算晶片，早期不被看好，甚至被看衰。」世芯執行長沈翔霖感嘆地說。
他接著表示，在AI晶片出現前，晶片越大表示產量越小、設計週期長、難賺錢。直到2018年HPC出現後，局勢開始反轉，大廠詢問台積電誰能做，才讓世芯受到高度關注。
本刊調查，世芯成立至今，在台積電完成的設計案幾乎都是採用當年最先進製程，現已有超過500個業績紀錄，出貨量在全球晶圓代工龍頭內部名列前茅，僅次於美國幾大公司。
回首來時路，關建英指出，世芯以前的競爭對手是富士通（Fujitsu）、東芝（Toshiba）、IBM、西門子（Siemens）等巨無霸，他們在金融風暴受創後，陸續退出ASIC市場，世芯因而受益。
不過，隨著世芯闖出名號，業界也開始拿世芯與博通（Broadcom）、邁威爾（Marvell）等公司比較，且不客氣地指出世芯在矽智財（IP）領域略為遜色。對此，沈翔霖含蓄回應：「要在每個領域都取得第一是不可能的，世芯目前的強項在於先進製程的送交製造（Tape out）時間、成本管理上無人可比。至於IP業務，要一步到位稍顯困難，但內部仍持續開發。」
關建英補充，世芯將扮演整合IP的角色，誰的IP最強就用誰的，但整個晶片的設計是世芯自己的。未來IC晶片公司會越來越少，全部都會整合到ASIC裡面，由世芯來實現這顆晶片。
降低成本 做出差異化
提起自家與輝達的競合關係，關建英先是不吝嗇地誇獎「輝達算力晶片世界第一」；話鋒一轉，又針對輝達的侷限性表示：「輝達的算力晶片為標準化晶片，意味著客戶難做出差異化。」
關建英樂觀地說，在此前提下，會有越來越多雲端大廠開始自研客製化晶片，並找上世芯幫忙，將晶片設計的想像化成現實。
「輝達最大的弱點是價格， 因為它的價格真的太貴了！」沈翔霖十分篤定地說，從另一個角度來看，雲端大廠開始自研晶片的關鍵原因，或許與成本脫不了關係。沈翔霖引用客戶的說法補充：「相較於輝達晶片，即便自製方式硬體開發稍微慢一點，但價格落差卻高達1/5或1/8，讓客戶更傾向謀求ASIC方案。」
有別於世芯在ASIC客製化晶片生產，以代工角色協助雲端大廠落實自製晶片，位於竹科的半導體新創公司創鑫智慧，則是以提供AI推論晶片為核心，嘗試在AI晶片市場建立灘頭堡。
創鑫智慧 低耗能榜首
攤開2019年才成立的創鑫智慧股東陣容，緯創、力積電、瑞鼎、凌陽等一字排開，均是科技界喊得出名號的公司。不禁令人好奇，創鑫智慧究竟是如何獲得這些大廠垂青？
數據會說話，據國際指標性AI評測單位開放工程聯盟（MLCommons）公開資料，在資料中心系統領域中，創鑫智慧晶片以低耗能的優勢勝出，在每瓦可處理1,060次查詢（queries）的評測上，效能是對手輝達H100的1.7倍，高居榜首。
創鑫智慧營運長陳建良透露，這次評測在高速運算的能耗上，之所以領先國際大廠，源自於過去在邊緣AIoT的投入。「邊緣AIoT最要求的就是省電，創鑫智慧成立之初，就以高效能、低功耗IP贏得國際大廠訂單，不僅量產，也開始收取一些權利金。」陳建良說。
贏得第一桶金之後，創鑫智慧開始將觸角延伸到資料中心晶片開發，且意外發現目前市場上的方案多鎖定高效能，卻忽略低功耗的重要性；創鑫智慧便以此為切入點，搶攻資料中心市場。
「AI高速運算晶片效能一定要很強，但省電也不能缺。」陳建良肯定地說。他引用史丹佛AI Index數據指出，ChatGPT訓練一次就得消耗500噸的二氧化碳，損耗非常大，若晶片能具備省電功能，將能解決大量碳排放的問題。
放眼未來 應用領域廣
創鑫智慧在評測上表現亮眼，身為創辦人的林永隆功不可沒。擁有半導體業近40年資歷的他，曾與石克強、盧超群一起創辦創意電子，後來雖然回歸校園，但因看到半導體在AI的新機會，隨即發揮強大號召力，登高一呼找來曾在創意、聯詠、瑞昱服務的頂尖人才，以黑馬之姿搶進AI新世界。
針對後續進軍AI晶片的計畫、策略，陳建良向本刊透露，將鎖定電商、零售與社群等特殊應用領域投入，「先集中力量將一件事做好，再尋求更多的合作機會。」
看到世芯、創鑫智慧所展現的競爭力，專家認為，台廠未來在AI晶片市場上，絕對有好戲可看！
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