全球芯片产能依旧吃紧，尤其是高端AI芯片领域的供需缺口还在不断扩大。麦肯锡2024年半导体行业报告显示，全球AI芯片市场规模预计将达到1200亿美元，同比增长45%；而作为高端制程的主要供应商，台积电3nm及以下制程的产能利用率已经超过95%，这让头部科技企业不得不面对供应不稳定的问题。就在这样的背景下，谷歌最近宣布，计划联合三星代工新一代AI专用芯片“冰鱼”——也就是第十代张量处理单元（TPU），用来满足其云数据中心AI模型训练与推理的需求。
这款芯片采用了创新的分工制造模式：核心计算引擎由台积电用1.4纳米制程生产——这是台积电目前最先进的制程技术之一，相比上一代3nm制程，算力密度能提升约20%，功耗则降低15%；内存输入输出（IO）裸片则交给三星负责，借助三星在内存芯片设计与制造上的技术积累来优化数据传输效率。这种模式既能充分发挥两家代工厂的技术优势，又能分散对单一供应商的依赖风险。
谷歌这么做的核心目的，是为了缓解对台积电的单一依赖。最近几年，台积电在高端AI芯片代工领域占据了全球超过70%的份额，但地缘政治因素和产能饱和的问题，让谷歌这类巨头不得不寻求供应链多元化。三星作为全球第二大芯片代工厂，不仅3nm GAA制程已经实现量产，在内存IO领域也有技术优势，和它合作能有效降低供应中断的风险，确保谷歌云数据中心AI芯片的持续供应。
技术上，“冰鱼”芯片采用了Chiplet（芯粒）技术，把核心计算裸片和内存IO裸片通过先进封装整合到一起。这种设计不仅提升了芯片的模块化程度，还降低了单一裸片制造的良率风险，缩短了生产周期——核心计算和内存IO裸片可以同时在不同代工厂生产，再用CoWoS（晶圆级系统封装）技术整合，生产效率能大幅提高。
对谷歌来说，“冰鱼”的量产会增强其云服务的AI算力优势，满足大语言模型Gemini的训练与推理需求，巩固Google Cloud在AI云服务市场的地位；对三星而言，这次合作意味着它在高端AI芯片代工领域取得了突破，有望挑战台积电的主导地位；对整个行业来说，谷歌的供应链多元化策略给其他科技企业提供了参考，推动芯片代工格局朝着更均衡的方向发展。
行业最新消息显示，台积电的1.4nm制程已经在2024年第二季度进入试产阶段，预计2025年实现大规模量产；三星则在持续扩大3nm GAA制程的产能，计划到2024年底提升到每月10万片晶圆。竞争对手那边，微软最近和台积电签了三年的长期供货协议，确保Azure云的AI芯片供应；英伟达也在和三星合作开发下一代GPU内存组件，这进一步加剧了高端AI芯片代工领域的竞争。
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