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ASIC 是什麼:特定用途晶片和 GPU 怎麼取捨,從設計到量產誰做哪一段

ASIC 是為特定應用或特定客戶需求開發的積體電路,英文全名 Application-Specific Integrated Circuit,中文稱為特殊應用積體電路12。它的電路照著要跑的工作設計,手機裡的連網晶片、資料中心裡的 AI 加速器都可以是 ASIC。中央處理器 CPU 與 GPU 則是通用晶片,同一款賣給很多客戶,各種工作都能接。選 ASIC 等於先付開發成本與時間,換來在自己那份工作上更合用的硬體。

ASIC 只用在 AI 嗎,只能做一件事嗎

依 Bloomberg 與 AppleInsider 的報導,Apple 與博通的長約涵蓋 iPhone 的客製射頻晶片、Wi-Fi 與藍牙連網晶片、觸控控制器與無線充電模組,這些都屬於客製 ASIC3。AI 加速器是其中一類,新聞裡的 TPU、MTIA、Jalapeño,分別是 Google、Meta、OpenAI 自己定義的 AI 晶片456。

「特定用途」指硬體為某一類工作最佳化,不等於只能做一件事。一顆 ASIC 可以同時放數位邏輯與類比電路,需要時也放通用的運算核心1;放了這類可程式化單元,電路做好後雖然固定,晶片上跑的程式、模型權重與參數仍然可以更新。

ASIC 的對照組是特定應用標準品 ASSP。依 Bosch 的分法,兩者都為特定應用設計,差在客製程度與銷售方式:ASIC 替特定客戶或應用開發,ASSP 開發完成後在公開市場賣給很多家1。

ASIC 和 GPU 怎麼取捨

GPU 是現成的通用加速器。CPU 把晶片面積花在讓單一指令流跑快,GPU 刪掉這套控制機構,換成大量算術單元,讓幾千個單元同時跑同一道指令,各自處理不同的資料,神經網路正好是這種工作7。輝達的 CUDA 軟體平台讓開發者用原本會的程式語言調動 GPU,函式庫與工具都現成8。

ASIC 從自己要跑的工作反推電路,把面積與耗電集中在這些運算上,代價有三種。第一是錢與時間,設計、驗證與光罩這些一次性的開發費用要先付,業界稱為 NRE,出貨量夠大才攤得平。第二是彈性,電路做好就固定,模型的運算方式若大幅改變,量身做的硬體可能不再合用;依站內研報整理 Dylan Patel 與 SemiAnalysis 的看法,通用算力因為模型架構還在變而保有位置3。第三是軟體,依 SemiAnalysis 的說法,AI 晶片本質上是軟體,客製 ASIC 做不起來,多半卡在軟體9。

FPGA 出廠後還能重新設定內部電路的連接方式,改設計不必重做晶片;重視彈性、快速原型或小量生產時,FPGA 或現成晶片可能比較合適2。所以 ASIC 比較適合工作量大、內容穩定,又養得起軟體團隊的公司。

GPUFPGAASIC
怎麼取得買現成產品買現成產品,自己設定電路自己定義規格,自行或委託設計
硬體能不能改電路固定,換軟體就能跑別的工作出廠後可重新設定電路連接電路固定;有可程式化單元時,程式與參數可更新
光罩與開發費不必另付不必付光罩費,仍要設計電路要先付設計、驗證與光罩費用
適合的情況各種平行運算,模型常換小量、原型、需求還在變量大且穩定的特定工作

從規格到量產,一顆 ASIC 怎麼分工

ASIC 的設計從概念與架構規劃開始,一路走到實體佈局與製造2,每一段都可以交給不同公司。晶片擁有者先決定要跑什麼工作與架構方向。接著是設計,前段把功能寫成電路描述並驗證邏輯,後段把電路擺成實體佈局;高速介面、記憶體介面這類常用區塊,可以向矽智財公司授權現成設計。設計定案後,資料交給晶圓代工廠做光罩並製造晶粒。像博通替客戶做的 AI 加速器,運算晶粒還會和高頻寬記憶體 HBM 封裝在一起6,測試後出貨,再裝進板卡與機櫃,接上網路。

客製 ASIC 分工泳道示意圖,橫軸是需求與架構、矽智財、晶片設計實作、晶圓製造、封裝、測試與量產、板卡與機櫃七個步驟,縱向是晶片擁有者、設計服務、矽智財、晶圓代工、封裝測試、系統整合六條泳道,各自標出負責的步驟,設計定案後交給晶圓代工,設計服務廠開發期收設計費、量產期收晶片款;示意,各案分工不同

依站內研報的分類,客製 ASIC 的發包大致有兩種10。統包式由買方給規格與架構方向,供應商從矽智財、晶片設計、先進封裝到網路連接一路做到量產交付,記憶體等關鍵零組件也代為採購。拆解式由買方自己設計核心的運算晶粒,也自己採購記憶體,負責對外連接的輸入輸出晶粒交給設計服務廠。

錢也分兩段收,開發期收設計費 NRE,量產後按出貨的晶片收錢。創意(3443)年報的產品營業比重裡,委託設計與晶圓產品是兩大項,2025 年晶圓產品的比重比前一年高11。博通把代買的高頻寬記憶體算進客製加速器營收6,執行長陳福陽也說過,AI 晶片需要大量高頻寬記憶體,對客製晶片的毛利是挑戰10。

為什麼現在大家在談 ASIC

越來越多大型雲端與 AI 公司自己定義晶片。Meta 發股的新聞稿寫,投資自研晶片是為了降低算力成本5;依路透報導的內部備忘錄,Meta 也想減少對輝達與 AMD 這類外部供應商的依賴12。推論用量也在變大,Alphabet 管理層已說運算供給受限4。

供應商的財報看得到這股需求。依博通 2026 年 9 月的法說,它的客製加速器客戶共有 6 家13。博通季底為 2026 年 5 月 3 日的季報顯示,存貨比上一會計年度末增加 91%,管理層說主要是為了支援客製 AI 加速器更高的預期出貨10。

誰在做哪一段

  • 晶片擁有者:依路透報導的 Meta 內部備忘錄,Meta 的自研晶片 Iris 由 Meta 主導架構,與博通合作設計,由台積電(2330)代工12。OpenAI 自己設計 Jalapeño,博通負責晶片實作與網通,Celestica 負責板卡、機櫃與系統6。
  • 設計夥伴:聯發科(2454)在法說書面談話寫,它協助客戶運用 CoWoS 與 EMIB-T 兩種先進封裝開發資料中心 ASIC,並整合記憶體、基板等零組件10。創意協助客戶把產品規格轉成可製造的晶片,服務涵蓋實體設計、先進封裝與量產支援;世芯-KY(3661)提供高量產 ASIC 的設計與製造服務,含 2.5D、3D 堆疊與小晶片;智原(3035)兼做 ASIC 設計服務、矽智財授權與晶圓製造統包管理。
  • 矽智財:創意提供高速介面、HBM 與晶粒互連的矽智財;円星(6643),英文名 M31,授權標準細胞庫、記憶體編譯器與高速介面矽智財。
  • 晶圓代工:設計定案的晶片交給晶圓代工廠生產,例如前面提到的 Meta Iris 由台積電代工12。

以上是各家做的環節,不等於已證實的訂單或獲利。

延伸閱讀

來源

  1. Bosch Semiconductors — Application-Specific Integrated Circuit,Bosch 半導體官方名詞解釋,定義、應用與 ASIC、ASSP 的區別。↩
  2. Synopsys — What is ASIC Design?,Synopsys 官方名詞解釋,ASIC 設計流程與選用取捨。↩
  3. Apple 與博通長約涵蓋哪些晶片,Trend Core 付費研報,2026-07-09 發布,引用文首問答表與〈先攤合約〉一節,位在付費牆之前。↩
  4. TPU 產業鏈全圖,Trend Core 付費研報,2026-08-20 發布,引用〈從一個推算開始〉與需求側一段,位在付費牆之前。↩
  5. 輝達認購 Meta 新股的貨款追蹤,Trend Core 追錢系列免費頁,2026-10-28 發布,轉述 Meta 發行新聞稿。↩
  6. OpenAI 與博通的晶片分工,Trend Core 追錢系列免費頁,2026-10-18 發布,〈OpenAI 跟博通,誰點名了誰?〉與〈博通做得到嗎?〉兩節。↩
  7. GPU 怎麼運作,Trend Core 免費研究頁,2026-09-03 發布,〈二、先把底層搞懂〉。↩
  8. CUDA 與輝達的軟體平台,Trend Core 免費研究頁,2026-07-12 發布,〈第二步:CUDA 讓顯卡改行算數學〉。↩
  9. 自研 ASIC 的軟體門檻,Trend Core 免費研究頁,2026-07-04 發布,Broadcom 一段引述 SemiAnalysis。↩
  10. 客製 ASIC 的兩種發包模式,Trend Core 付費研報,2026-08-23 發布,引用〈1.1 統包式〉到〈2.1 官方自述的職責範圍〉,位在付費牆之前。↩
  11. ASIC 設計服務的放量損益,Trend Core 付費研報,2026-08-17 發布,引用〈1.3〉創意年報的產品營業比重表,位在付費牆之前。↩
  12. Meta 自研晶片 Iris 的分工,Trend Core 免費研究頁,2026-07-10 發布,〈先攤事實:這份備忘錄到底寫了什麼〉,轉述路透報導。↩
  13. 博通第三季法說的客戶結構,Trend Core 付費研報,2026-09-03 發布,引用〈客戶從一家變成六家〉一段,位在付費牆之前。↩

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