AI bùng nổ khiến nguồn cung đế ABF thắt chặt, khách hàng trả tiền để giữ chỗ công suất đến năm 2028

Thiếu hụt nguồn cung phía dưới chip AI

Một số thiết bị cần thiết để sản xuất đế bán dẫn tiên tiến hiện có thời gian giao hàng lên tới 30 tháng, trong khi nguồn cung một số vật liệu thiết yếu có thể thiếu khoảng 20% so với nhu cầu vào năm 2027, Chủ tịch Unimicron S.C. Chien cảnh báo tại triển lãm TPCA ngày 20 tháng 10 năm 2026. Cảnh báo này cho thấy cuộc đua xây dựng hạ tầng trí tuệ nhân tạo đang mở rộng ra ngoài bộ xử lý và bộ nhớ, tới các đế mạch phức tạp bên dưới chúng.

Nvidia đang hỗ trợ Unimicron của Đài Loan mở rộng sản xuất đế thông qua thỏa thuận đặt trước công suất. Dự kiến sản lượng bổ sung sẽ bắt đầu trong quý II năm 2027 và đạt toàn bộ công suất theo kế hoạch vào khoảng giữa năm 2028. Nvidia cũng hợp tác với Ibiden của Nhật Bản và Samsung Electro-Mechanics của Hàn Quốc, đặt mục tiêu tăng công suất đế phục vụ sản phẩm của hãng lên gấp 2,5 lần mức hiện tại trong vòng ba năm.

Đế ABF kết nối các tiếp điểm điện cực nhỏ của bộ xử lý với bo mạch lớn hơn nhiều bên dưới. Chip AI lớn hơn cần đế lớn hơn với nhiều lớp dây dẫn hơn. Vì vậy, mỗi gói chip tiêu tốn thêm thời gian và vật liệu tại nhà máy, ngay cả trước khi các nhà sản xuất tăng số lượng chip xuất xưởng.

J.P. Morgan dự báo nhu cầu ABF tăng lần lượt 34%, 39% và 40% mỗi năm từ 2026 đến 2028, trong khi công suất chỉ tăng khoảng 9% đến 12%. Người mua đang ứng phó bằng các hợp đồng dài hạn hơn, thanh toán trước và hỗ trợ xây nhà máy mới. Các nhà cung cấp có thể đảm bảo nguồn vật liệu và sản xuất ổn định những sản phẩm phức tạp này đang có thêm lợi thế đàm phán giá.

Vì sao mỗi bộ tăng tốc cần nhiều đế hơn

Các bộ tăng tốc AI ngày càng kết hợp nhiều chip tính toán với các chồng bộ nhớ băng thông cao, hay HBM, trong cùng một gói. Đế phải truyền tín hiệu điện và phân phối nguồn điện khắp cụm linh kiện lớn hơn này. Có thể hình dung nó như mạng lưới đường sá cần thêm diện tích và nhiều tầng hơn khi thành phố phát triển.

Đế có kích thước 110 x 110 milimét có diện tích bề mặt gấp bốn lần loại 55 x 55 milimét: 12.100 milimét vuông so với 3.025 milimét vuông. Việc bổ sung thêm lớp dây dẫn càng làm tăng gánh nặng sản xuất. Nhà sản xuất phải liên tục phủ màng cách điện, tạo các kết nối siêu nhỏ và hình thành dây dẫn bằng đồng, đồng thời căn chỉnh chính xác từng lớp với nhau.

Các ước tính của J.P. Morgan cho thấy tác động tổng hợp này. Thế hệ Hopper của Nvidia sử dụng đế có diện tích bề mặt 3.190 milimét vuông với 12 lớp. Mô hình của ngân hàng đối với thế hệ Feynman ra mắt sau đó đạt khoảng 18.000 milimét vuông với 24 lớp. Lấy diện tích bề mặt nhân với số lớp, Hopper đạt 38.280 milimét vuông, còn Feynman đạt 432.000 milimét vuông, tăng khoảng 11,3 lần theo thước đo khối lượng công đoạn này.

Lộ trình của Ibiden cũng cho thấy quy mô tăng đều: đế 90 x 90 milimét vào năm 2026, 110 x 110 milimét vào năm 2028 và từ 130 x 130 milimét trở lên từ năm 2030. Đây là các mục tiêu phát triển; sản lượng thương mại còn phụ thuộc vào tiến độ sản xuất và sự phê duyệt của khách hàng.

Khoảng cách cung cầu có thể lớn đến đâu?

J.P. Morgan ước tính nhu cầu ABF toàn cầu sẽ tăng từ 11.308 tỷ milimét vuông năm 2025 lên 29.565 tỷ milimét vuông năm 2028, theo mô hình đã điều chỉnh theo độ phức tạp của sản xuất. Như vậy, nhu cầu sẽ đạt khoảng 2,6 lần mức năm 2025.

Ngân hàng dự báo tỷ lệ sử dụng công suất vượt 100% vào năm 2027 và gần 130% vào năm 2028. Trên thực tế, tỷ lệ sử dụng công suất dự kiến 130% có nghĩa khách hàng muốn mua khoảng 130 đơn vị sản phẩm cho mỗi 100 đơn vị công suất hiện có. Nhà máy sẽ phải đối mặt với lượng đơn hàng không thể đáp ứng, buộc người mua chấp nhận chậm trễ, tìm nhà cung cấp khác hoặc điều chỉnh kế hoạch sản xuất.

Các dự báo khác cho rằng nguồn cung ABF sẽ thiếu khoảng 10% trong nửa cuối năm 2026, 21% năm 2027 và hơn 40% năm 2028. Goldman Sachs ước tính mức thiếu hụt lần lượt là 34% và 51% trong năm 2027 và 2028. Các ước tính sử dụng giả định nhu cầu và cách đo khoảng thiếu hụt khác nhau; điểm chung là kế hoạch mở rộng đang khó theo kịp nhu cầu gia tăng.

Máy chủ AI và bộ chuyển mạch tốc độ cao chiếm phần lớn mức thay đổi. J.P. Morgan dự báo tỷ trọng của nhóm này trong nhu cầu ABF toàn cầu sẽ tăng từ 26% năm 2024 lên 73% năm 2028. Nhu cầu từ máy chủ thông thường tăng chậm hơn, còn mức tiêu thụ của thiết bị điện tử tiêu dùng vẫn thấp hơn năm 2024.

Vật liệu có thể kìm hãm nhà máy đã trang bị đầy đủ

Ajinomoto cung cấp ước tính từ 95% trở lên lượng màng cách điện ABF trên toàn thế giới. Các nhà sản xuất đế phủ màng này giữa các lớp dây dẫn bằng đồng, khiến đây trở thành đầu vào phổ biến giữa các nhà cung cấp vốn cạnh tranh với nhau.

Sản lượng màng của Ajinomoto đã hoạt động hết công suất trong quý II năm 2026, ở mức khoảng 2 triệu mét vuông mỗi tháng. Tháng 5, công ty thông báo tăng giá khoảng 30%, có hiệu lực từ quý III. Theo thông tin được công bố, lượng hàng giao đến Trung Quốc cũng giảm 30%, tạo thêm một hạn chế theo khu vực cho chuỗi cung ứng vốn đã tập trung cao độ.

Vải sợi thủy tinh có hệ số giãn nở nhiệt thấp là một nút thắt khác. Hệ số này đo mức độ giãn nở của vật liệu khi bị nung nóng. Vật liệu ít giãn nở giúp các đế lớn giữ được độ phẳng khi bộ xử lý nóng lên rồi nguội đi.

J.P. Morgan ước tính Unimicron nhận 35% đến 40% lượng thủy tinh T được phân bổ từ nhà sản xuất Nhật Bản Nittobo, trong khi Ibiden nhận 30% đến 35%. Các nhà cung cấp nhỏ hơn nhận tổng cộng khoảng 25% đến 33%. Lượng phân bổ này có thể quyết định sản lượng sản phẩm tiên tiến mà một công ty giao được, ngay cả khi công ty có mặt bằng nhà máy và máy móc đã lắp đặt.

Dự báo của Chien về nguy cơ thiếu hụt 20% vào năm 2027 liên quan đến một số vật liệu thiết yếu, bao gồm vải sợi thủy tinh giãn nở thấp, tấm đồng phủ và nguyên liệu đầu vào ABF. Hiệp hội Mạch in Đài Loan cũng xác định nguồn cung hạn chế của vải sợi thủy tinh giãn nở thấp là một yếu tố cản trở, bởi các nhà máy vật liệu mới cần thời gian để bắt đầu sản xuất và tăng sản lượng.

Chậm trễ thiết bị kéo dài tiến độ mở rộng

Chủ tịch Unimicron cho biết thời gian giao hàng của hơn 80% thiết bị đã kéo dài, trong đó khoảng một phần năm mất thời gian gần gấp đôi trước đây. Một số máy móc thiết yếu phải chờ tới 30 tháng.

Do đó, xây dựng nhà máy mới chỉ là một giai đoạn trong quá trình mở rộng. Các nhà sản xuất còn cần thiết bị, vật liệu, nhân viên được đào tạo và sự phê chuẩn của khách hàng. Phê chuẩn có nghĩa là chứng minh dây chuyền sản xuất có thể liên tục tạo ra các đế đáp ứng yêu cầu của khách hàng về điện, cơ học và độ tin cậy.

Phân tích thiết bị của J.P. Morgan cũng cho thấy tiến độ tương tự. Đơn đặt hàng thiết bị quang khắc đế, dùng để tạo các mẫu dây dẫn siêu nhỏ, bắt đầu phục hồi trong năm 2026 sau một năm 2025 ảm đạm. Dự kiến thiết bị đặt mua trong giai đoạn phục hồi sẽ tạo ra sản lượng thương mại đã qua phê chuẩn vào năm 2027 hoặc muộn hơn.

Unimicron đã tìm cách phối hợp tiến độ từ sớm hơn. Chien cho biết các nhóm của công ty bắt đầu chia sẻ kế hoạch mở rộng với nhà cung cấp từ đầu năm 2025, đôi khi có sự tham gia của khách hàng và khách hàng của họ. Hơn mười lần trao đổi giúp các nhà cung cấp hiểu yêu cầu trong tương lai, và một số đã bắt đầu tăng nguồn cung vào năm 2026.

Khách hàng trả tiền để đảm bảo quyền tiếp cận

Nvidia, AMD và các nhà cung cấp dịch vụ đám mây đang tìm kiếm hợp đồng kéo dài đến năm 2028, trong khi một số khách hàng đề nghị nhà cung cấp lên kế hoạch công suất cho năm 2029 và 2030. Hợp tác có thể bao gồm thanh toán trước cho thiết bị, bố trí máy móc tại nhà sản xuất và đóng góp chi phí xây dựng nhà máy.

Phí đặt trước công suất hỗ trợ tài chính cho nhà cung cấp trước khi dây chuyền sản xuất mới sẵn sàng. Đổi lại, người mua đảm bảo quyền tiếp cận sản lượng tương lai đã thỏa thuận. Cách làm này giúp nhà sản xuất cam kết mở rộng tốn kém sau khi làn sóng đầu tư trước đây của ngành góp phần khiến giá suy yếu trong giai đoạn 2023-2025.

Ước tính trong ngành cho rằng các khoản cam kết liên quan đến đế của Intel, Nvidia và AMD vào khoảng 5 tỷ USD, tương đương 162,9 tỷ Đài tệ. Intel chiếm ước tính 3 tỷ USD, Nvidia và AMD mỗi hãng khoảng 1 tỷ USD. Các công ty được nêu trong những ước tính này từ chối bình luận về thỏa thuận với từng khách hàng; các khoản đặt cọc và điều khoản hợp đồng cụ thể chưa được công bố.

Tổng giám đốc điều hành Intel Lip-Bu Tan cho biết một số khách hàng đã thanh toán trước để giúp đảm bảo nguồn cung đế và công suất. Kinsus cho biết đã ký các thỏa thuận cung ứng kéo dài từ ba đến năm năm, dù hiện chỉ bao phủ một phần tương đối nhỏ hoạt động kinh doanh. Công ty muốn khách hàng hỗ trợ tài chính cho việc mở rộng hơn là chỉ đặt trước công suất tại các nhà máy hiện có.

Hàng tỷ USD đầu tư mới được rót vào đâu

Ngân sách chi tiêu vốn hằng năm của Unimicron tăng từ 34 tỷ lên 53,7 tỷ Đài tệ sau khi bổ sung khoản phân bổ 19,7 tỷ Đài tệ. Công ty cũng bổ sung đơn đặt hàng thiết bị có thời gian giao hàng dài trị giá 17,6 tỷ Đài tệ. Các đơn đặt hàng thiết bị này là một cam kết mua sắm riêng và cần được xem xét cùng với tiến độ xây dựng và sản xuất của công ty.

Ibiden dự kiến đầu tư 500 tỷ yen trong các năm tài chính 2026-2028, đặt mục tiêu nâng công suất đế cho máy chủ AI lên gấp 2,8 lần mức năm 2024. Samsung Electro-Mechanics đang đầu tư 1,2 tỷ USD để mở rộng ABF, với mục tiêu bắt đầu sản xuất hàng loạt trong quý III năm 2027.

Samsung Electro-Mechanics cũng có thỏa thuận nhiều năm với Nvidia về các dây chuyền chuyên dụng tại Sejong và Busan, Hàn Quốc; lịch giao hàng dự kiến bắt đầu từ năm 2026. Thỏa thuận bao gồm cả chipset tính toán và bộ chuyển mạch mạng. Hai công ty không công bố số tiền đầu tư hoặc cách phân chia chi phí.

Kinsus đã phê duyệt 23,5 tỷ Đài tệ để mở rộng công suất và thiết bị, trong đó dự kiến chi 8 tỷ Đài tệ năm 2026, bao gồm 6 tỷ Đài tệ cho ABF. Sau đó, công ty bổ sung ngân sách 19,6 tỷ Đài tệ cho một dự án riêng. Nan Ya PCB dự kiến xây nhà máy trị giá 46,8 tỷ Đài tệ để sản xuất đế lớn có nhiều lớp.

Kinsus đặt mục tiêu tăng gấp đôi công suất ABF hằng quý, từ khoảng 40 triệu sản phẩm lên 80 triệu vào năm 2029. Công ty có sẵn đất cho kế hoạch này, nhưng cho biết cần thêm địa điểm nếu muốn mở rộng hơn nữa. Công ty con Leading Interconnect của Zhen Ding dự kiến tăng số tòa nhà tại nhà máy Thâm Quyến lên hơn bảy trước năm 2030.

Nâng tỷ lệ thành phẩm cũng quan trọng như tăng máy móc

Đế lớn khó giữ phẳng hơn. Đồng, nhựa, vật liệu gia cường bằng thủy tinh và silicon giãn nở với tốc độ khác nhau khi nhiệt độ thay đổi. Điều này có thể gây cong vênh, khiến việc căn chỉnh các lớp dây dẫn siêu nhỏ khó hơn và làm giảm tỷ lệ sản phẩm hoàn thiện vượt qua khâu kiểm tra.

Tỷ lệ thành phẩm là tỷ lệ sản phẩm đạt yêu cầu. Dây chuyền có tỷ lệ thành phẩm 60% sẽ tạo ra 60 sản phẩm đạt chuẩn trên mỗi 100 sản phẩm được xử lý. Cải thiện tỷ lệ này có thể tăng nguồn cung sử dụng được mà không cần xây nhà máy hoàn toàn mới, dù thiết bị vẫn phải mất thời gian xử lý những sản phẩm cuối cùng bị loại.

Ước tính trong ngành cho rằng tỷ lệ thành phẩm của các đế dùng trong công nghệ đóng gói EMIB của Intel vào khoảng 45%; các nhà cung cấp đặt mục tiêu đạt 50% trong quý IV năm 2026 và 60% trong quý I năm 2027. EMIB sử dụng các cầu nối silicon nhỏ để kết nối chip bên trong một gói, đòi hỏi kết cấu đế có độ chính xác cao.

Chien cũng lưu ý các chip AI tiêu thụ dòng điện hơn 1.000 ampe. Cung cấp dòng điện đó trong khi hạn chế nhiễu điện, duy trì chất lượng tín hiệu và kiểm soát nhiệt đòi hỏi nhà cung cấp tham gia sớm hơn vào khâu thiết kế hệ thống. Unimicron, Nan Ya PCB và Kinsus đang phát triển sản phẩm lớn hơn, phức tạp hơn, trong khi Zhen Ding mở rộng năng lực sản xuất đế tiên tiến và kết nối liên mạch cho máy chủ AI.

Thủy tinh và gốm là các lựa chọn dài hạn

Lõi thủy tinh và đế trung gian bằng gốm đang được phát triển để giải quyết các thách thức về độ ổn định kích thước và nhiệt của những gói chip rất lớn. Lõi nâng đỡ đế, còn đế trung gian tạo kết nối mật độ cao giữa các chip. Hai cấu phần này nằm ở các vị trí khác nhau trong gói và đòi hỏi quy trình sản xuất riêng.

Unimicron đang theo đuổi công nghệ lõi thủy tinh và gốm cùng với các loại đế đóng gói tiên tiến. Nan Ya PCB thử nghiệm đế thủy tinh và phát triển vật liệu lõi có hệ số giãn nở nhiệt dưới ba phần triệu trên mỗi độ C. Kinsus tham gia phát triển quy trình thủy tinh và gốm cùng các đối tác đóng gói.

Đế hữu cơ gia cường bằng thủy tinh vốn đã có vải sợi thủy tinh. Lõi thủy tinh thay thế cấu trúc đỡ trung tâm bằng thủy tinh, đòi hỏi phương pháp mới để tạo kết nối xuyên qua lõi và kiểm soát lỗi sản xuất. Các nhà cung cấp cũng sử dụng thiết kế định tuyến tự động và quy tắc thiết kế giúp kỹ sư tránh những bố cục khó sản xuất.

Lộ trình phát triển kéo dài vượt quá giai đoạn thiếu hụt trước mắt. Công nghệ đóng gói dạng tấm CoPoS của TSMC dự kiến sản xuất thử nghiệm năm 2027 và sản xuất hàng loạt trong nửa cuối năm 2028. Sản xuất lõi thủy tinh ở quy mô thương mại được dự báo sau năm 2030. Vì vậy, sản xuất ABF hữu cơ hiện nay sẽ gánh phần lớn nhiệm vụ mở rộng đến năm 2028.

Các mốc thời gian và yếu tố kinh tế cần theo dõi

Hiệp hội Mạch in Đài Loan và Viện Nghiên cứu Công nghệ Công nghiệp ước tính giá trị sản xuất đế toàn cầu đạt 14,75 tỷ USD năm 2025, tăng 18,5%, và dự báo đạt 19,51 tỷ USD năm 2026, tăng 32,3%. Đây là mức tăng 4,76 tỷ USD trong một năm trên toàn thị trường đế rộng hơn.

Các mốc tiếp theo cho thấy thời điểm đầu tư có thể bắt đầu giảm áp lực, cũng như lúc độ phức tạp của sản phẩm có thể làm áp lực tăng trở lại:

• Quý IV năm 2026: các nhà cung cấp đặt mục tiêu tỷ lệ thành phẩm của đế EMIB đạt khoảng 50%.
• Quý I năm 2027: mục tiêu tỷ lệ thành phẩm EMIB tăng lên khoảng 60%.
• Quý II năm 2027: công suất bổ sung của Unimicron được hỗ trợ bởi các thỏa thuận đặt trước của Nvidia dự kiến bắt đầu đi vào hoạt động.
• Quý III năm 2027: Samsung Electro-Mechanics đặt mục tiêu bắt đầu sản xuất hàng loạt từ đợt mở rộng ABF.
• Giữa năm 2028: công suất theo kế hoạch của dự án mở rộng được đặt trước tại Unimicron dự kiến đạt đầy đủ.
• Năm 2029: Kinsus đặt mục tiêu công suất ABF hằng quý đạt 80 triệu sản phẩm.

J.P. Morgan ước tính đế dùng cho bộ tăng tốc thế hệ tiếp theo có thể đạt mức giá bán trung bình cao hơn trên 50%. Chi phí vật liệu và độ khó sản xuất cao hơn sẽ hấp thụ một phần mức tăng này. Các nhà cung cấp có lượng vật liệu được phân bổ ổn định, tỷ lệ thành phẩm cao và sản lượng đã qua phê chuẩn sẽ có vị thế tốt nhất để chuyển nguồn cung thắt chặt thành lợi nhuận cao hơn.

Đối với nhà sản xuất chip và đơn vị vận hành trung tâm dữ liệu, thay đổi thực tế là phải mua hàng sớm hơn và tham gia chặt chẽ hơn vào kế hoạch sản xuất. Việc đưa bộ xử lý ra thị trường ngày càng phụ thuộc vào việc đảm bảo nguồn cung đế từ nhiều năm trước, sau đó phối hợp để vật liệu, thiết bị và tiến độ sản xuất cùng sẵn sàng.

Điểm chính

• Mỗi gói AI tiêu thụ nhiều diện tích đế và lớp dây dẫn hơn, khiến khối lượng công việc tại nhà máy tăng nhanh hơn mức thể hiện qua số lượng chip.
• J.P. Morgan dự báo nhu cầu ABF tăng 34% đến 40% mỗi năm trong giai đoạn 2026-2028, trong khi công suất chỉ tăng khoảng 9% đến 12%.
• Một số thiết bị mất 30 tháng mới giao được, còn một số vật liệu thiết yếu có thể thiếu 20% nguồn cung vào năm 2027.
• Nvidia và những người mua khác sử dụng thỏa thuận đặt trước, hợp đồng dài hạn hơn và thanh toán trước để đảm bảo sản lượng tương lai.
• Các đợt bổ sung công suất lớn dự kiến diễn ra trong năm 2027 và 2028; nguồn cung sử dụng được còn phụ thuộc vào vật liệu, tỷ lệ thành phẩm và sự phê chuẩn của khách hàng.
• Công nghệ thủy tinh và gốm đang phát triển, trong khi đế ABF hữu cơ vẫn giữ vai trò trung tâm trong đợt mở rộng hiện nay.