馬斯克自建全球最大晶片廠，要把80%算力送上太空

美國當地時間3月21日，特斯拉宣佈將與SpaceX、xAI合作建設晶片項目TeraFab，目標是實現年產能1太瓦（1兆瓦）AI算力，打造全球規模最大的晶片製造工廠。據特斯拉披露，TeraFab將是一座垂直整合的晶片工廠，涵蓋晶片設計、推理和儲存晶片製造、封裝與測試全流程，並配備所有必要裝置，用於測試、修改和製造晶片。

在發佈會上，馬斯克稱，現在地球上所有晶片晶圓廠的產能總和約為20吉瓦（1吉瓦=0.001太瓦），僅相當於其所需算力的2%左右。馬斯克在發言中強調了對現有供應鏈的依賴，也表達了對第三方擴產速度的無奈。他透露，自己曾向三星、台積電和美光等供應商承諾，會買下它們所能生產的所有晶片，“但他們擴張產能的速度遠低於我們的期望。”

“所以，要麼我們自己建晶片工廠，要麼就沒有晶片可用。因為我們需要晶片，所以我們決定建造TeraFab。”馬斯克說。

一家工廠整合晶片設計、流片、封測

TeraFab的核心亮點在於其工藝整合模式。根據馬斯克描述，位於美國德州奧斯汀的先進製程工廠將整合光刻掩模製作、邏輯晶片生產、儲存晶片生產、封裝以及測試等全套流程，實現“晶片設計、流片、測試、改版掩模、再流片”的快速迭代。所有環節都在同一工廠內反覆進行，以極快速度改進晶片設計。

“據我所知，這種模式目前在全世界任何地方都不存在，”馬斯克表示，“我認為這種迭代改進的速度，可能比全球其他任何模式都快一個數量級。”

按照規劃，TeraFab瞄準2奈米先進製程，將主要聚焦兩類晶片的量產：一類是主要用於特斯拉汽車及Optimus人形機器人的晶片，針對邊緣計算和推理最佳化，包括特斯拉正在研發的AI5和下一代晶片AI6；另一類則是專為太空環境與低軌AI衛星打造的太空算力晶片，首款產品命名為D3。此類晶片針對太空輻射環境進行了專門防護設計，並在熱管理策略上有別於地面產品，通過適度提高運行溫度以減輕散熱器重量。

TeraFab規劃年產能為1000億至2000億顆AI及儲存晶片，相當於每月約10萬片晶圓投片量。首批次產晶片為AI5，計畫於2027年投產，用於全自動駕駛、人形機器人Optimus、無人計程車Cybercab及資料中心。

馬斯克還指出，由於在地球上建設大規模資料中心面臨電力限制，只有在太空中充分利用太陽能才能實現更大規模計算。TeraFab的晶片產能中，將有20%用於特斯拉汽車和Optimus機器人，剩餘80%將用於在太空搭建超大規模計算叢集，“太空將代表絕大多數算力”。

馬斯克在發佈會上首次展示了一個概念性太空AI計算衛星，功率約為100千瓦，配備太陽能電池板和散熱器，未來可達到兆瓦等級。

他甚至還設想在月球建設發射基地，進一步將太空算力規模提升至1拍瓦，即1太瓦的1000倍。

為實現該計畫，馬斯克估算需要將約1000萬噸物資送入軌道。SpaceX正推進Starship V3版本的運力升級，將單次載荷從100噸提升至200噸；Starship V4將進一步提升載荷能力。

馬斯克表示，TeraFab最終將協助人類成為能夠利用其他行星與恆星資源的“銀河文明”，但他未公佈TeraFab量產的具體時間表。

先進製程、資金壓力與時間表考驗並存

然而，業界對TeraFab項目的可行性仍持保留態度。

半導體製造涉及數百億美元規模投資、極紫外光（EUV）光刻機供應以及專業人才。輝達CEO黃仁勳曾指出，建設先進晶片製造工廠極其困難，這不只是建廠房的問題，晶片工廠需要數十年的工程、科學技術與工藝經驗積累。此外，先進製程高度依賴EUV光刻機，而該裝置供應商集中、交期長且成本昂貴，並非單靠資金即可快速取得。

資金方面，有業內人士表示，建造一座採用2奈米先進製程的晶圓廠，通常需要250億美元至400億美元投資，建設周期長達3至5年。這對於特斯拉當前的財務狀況構成了巨大壓力。馬斯克並未透露TeraFab的初期投資金額，此前有消息稱，該數字介於200億美元至250億美元之間。

摩根士丹利分析師Andrew Percoco將TeraFab項目稱為一項“艱巨的任務”。他估算，該設施的全部成本可能會飆升至350億美元至400億美元。該分析師進一步警告稱，即使在最樂觀的情境下，該工廠在2028年之前也無法實際生產出晶片。

另一家投行Wedbush的分析師Dan Ives稱，TeraFab項目應是由特斯拉主導，並與潛在晶片夥伴合作推進的項目。他認為，打造太空算力叢集是明智的AI戰略，但獨立建造晶片工廠的成本與周期不可控。

此前，馬斯克曾表示，其構想中的晶片工廠與傳統晶片工廠截然不同。作為人類最尖端的科技產物之一，晶片的傳統製造過程高度依賴極其嚴格的無塵車間，工作人員必須穿著防塵服並佩戴面罩。然而，馬斯克卻曾語出驚人地表示，他的晶片工廠無需無塵環境，“你甚至可以在裡面抽菸。”

不過，馬斯克這種以輕鬆口吻描述晶圓廠運作的言論，引發了業界質疑，部分業內人士認為，這表明他嚴重低估了先進製程對無塵環境及精細管理的嚴苛要求。

將逆轉行業分工模式？

值得注意的是，研究機構TriOrient研究副總裁、資深半導體分析師Dan Nystedt對TeraFab整合模式表達了一定認可。他指出，TeraFab可能代表著對半導體行業數十年專業化分工的一次逆轉。

“過去幾十年，半導體行業經歷了‘大爆炸’，演化出ASML、台積電、輝達等高度專業化分工的巨頭。而TeraFab則被視為一場‘大坍縮’，它將邏輯晶片、儲存器、先進封裝乃至光刻和掩模製造全部收攏回同一個屋簷下，這是一種看似復古卻具有顛覆性的逆向操作。”Dan Nystedt稱。

進一步來看，Dan Nystedt認為，TeraFab的核心優勢在於極快的設計與製造反饋閉環，從而不斷試錯並突破物理和計算的極限。這種頻繁修改底層晶片設計的做法，在傳統通用晶片市場並不可行，因為會面臨嚴重的系統相容性問題。但TeraFab是為特斯拉、SpaceX和xAI的專有生態系統量身定製的，因此，TeraFab不僅僅是一個傳統的晶片廠，更接近一個“系統級晶圓廠”：每次迭代最佳化的都是整個軟硬體棧，AI則可能進一步加速電路與軟體的協同設計。 (21世紀經濟報導)