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パッケージング・ボトルネック:AIのチョークポイントとしての先進パッケージング
先進パッケージングは、AIインフラのサプライチェーンにおいて最も深刻な物理的ボトルネックである。NVIDIAのBlackwellからGoogleのTPUまで、あらゆる高性能AIチップは、コンピュートダイとHBMメモリスタックを接続するために先進パッケージング(CoWoS、ハイブリッドボンディング、2.5D/3D統合)を必要とする。TSMCのCoWoS容量は2023年以降完全に売り切れており、拡張のタイムラインは四半期単位ではなく年単位で測られる。パッケージング容量と設備を握る企業群——TSMC、BESI(ハイブリッドボンディング)、ASE(OSAT)、基板メーカー——は、物理法則に回避策がないため、構造的な価格決定力を持つ。
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なぜパッケージングがボトルネックなのか
現代のAIチップは単一構造ではなく、先進パッケージングによって接続された複数のダイ(コンピュート、メモリ、I/O)からなるシステムである。NVIDIAのBlackwell GPUは、TSMCのCoWoS(Chip-on-Wafer-on-Substrate)を用いて、コンピュートダイとHBM3Eメモリスタックを接合している。このパッケージング工程がなければ、チップは機能しない。
問題は、先進パッケージング容量がウェーハ製造よりもはるかに制約されていることだ。TSMCは、パッケージングできる量以上のウェーハを製造できる。これにより、パッケージングはAIチップ・サプライチェーン全体のスループット制限要因となっている。NVIDIAのGPUが1台増えるごとに、まだ存在しないパッケージング容量が必要になる。
主要プレイヤーと投資の視点
TSMCはCoWoS容量の大部分を握り、拡張に大規模な投資を行っているが、新規容量が稼働するまでには18〜24ヶ月を要する。価格決定力は強い。
BESIは、ハイブリッドボンディング設備の最大手サプライヤーである。この次世代パッケージング技術は、チップ間のより高密度な接続を可能にする。ハイブリッドボンディングはHBM4および将来のアーキテクチャに不可欠だ。BESIの受注状況は、パッケージング容量拡張の先行指標となっている。
ASE Technologyは最大のOSAT(半導体組立・検査の外部委託)プロバイダーであり、TSMCのCoWoSにアクセスできない顧客向けに先進パッケージングを手掛けている。
基板メーカー(イビデン、新光電気工業、サムスン電機)は、先進パッケージの基盤層を形成する有機基板およびガラス基板を供給している。基板の供給は、制約の中のさらなる制約となっている。
ポートフォリオへの意味
パッケージング企業は、コンピュート企業(NVIDIA、AMD)と同等のボトルネック上の位置づけを持つにもかかわらず、それらより低いマルチプルで取引されている。このバリュエーションの差は、パッケージングが一般投資家にとって視認性が低いために存在する。CloselookのConstraint Sectorsのテーゼによれば、AIチップ供給がファブリケーション制約ではなくパッケージング制約であることが市場に認識されるにつれ、このギャップは縮小するとされる。