Google TPU 供應鏈拆解︰Broadcom、聯發科、台積電與一整條「非輝達」AI 生態鏈

口袋學堂編輯團隊
口袋學堂編輯團隊市場分析師更新於 2025/11/19

AI 速讀・三點掌握全文

  • •Google自研TPU以降低總擁有成本為核心,針對推理具優勢。
  • •TPU供應鏈分工成熟,涵蓋晶片設計、製造封裝到機櫃整合。
  • •Google採取自研晶片與輝達GPU並存的雙平台路線。
Google TPU 供應鏈拆解︰Broadcom、聯發科、台積電與一整條「非輝達」AI 生態鏈

多數人提到 AI 算力,只想到輝達。但 Google 的 TPU 正在用另一種方式把資本支出撒進市場:

 

設計交給 Broadcom/聯發科,製程交給台積電/Amkor,系統交給 Celestica/Jabil/Flex,外加 TTM、Panasonic、Amphenol、Lumentum、古河電工等一整串供應商。

 

想從「非輝達」角度看 AI CapEx,TPU 供應鏈是一條繞不開的線。

 

三個重點速覽

 

  1. TPU 核心價值在 TCO:

    Google 以專用 ASIC+雲端軟硬整合,鎖定矩陣/張量運算,把效能/功耗比與總擁有成本(TCO)做低,針對長期在線的 LLM 推理尤其具優勢。

     

  2. 供應鏈多層分工成熟:

    從 Broadcom/MediaTek(設計)、TSMC/Amkor(製造與先進封裝)、Celestica/Jabil/Flex(模組/機櫃整合)到 TTM/Panasonic(PCB/CCL)、Amphenol/Lumentum(線材/光學)、Furukawa(散熱),形成可擴充的大規模出貨體系。

     

  3. 與 NVIDIA 共存而非對立:

    Google 內部與特定雲端工作負載優先用 TPU 降成本,但 Google Cloud 同時深度支援 NVIDIA H100/Blackwell 等 GPU,滿足跨雲與開發者生態需求,雙平台路線恐成未來雲端業者標配。


Google TPU 是什麼?為何關鍵

 

  • TPU(Tensor Processing Unit) 是 Google 自研、針對深度學習矩陣/張量運算最佳化的 ASIC。自 2016 年推出以來已迭代至 Ironwood(多數分析視為 v7 家族)。

 

  • 官方強調目標並非單比 FLOPS,而是在特定 AI 工作負載上把 TCO 做低數倍,以支撐搜尋、翻譯、YouTube 推薦等內部服務與 Google Cloud 客戶的 LLM/生成式 AI 工作負載。

 

Ironwood(v7)重點

  • 峰值算力:約 4,614 TFLOPS/顆(特定精度)

  • 記憶體:192 GB HBM

  • 晶片互連/頻寬:約 7.2–7.4 Tbps

  • 規模:單一 Pod 最多 9,216 顆 TPU,FP8 推論峰值可達 42.5 exaFLOPS

  • 效能/功耗:相較前代(Trillium)提升約 2 倍等級(視工作負載而定)

關鍵觀念:TPU 要的是「系統級效能與成本」——把 ASIC、光交換、軟體編譯器(XLA)、框架(JAX/TensorFlow)與 Google Cloud 的 AI Hypercomputer 架構打包,讓長期在線的推理/訓練成本更可控。

 


TPU 供應鏈:誰在供應什麼

 

1) ASIC 設計夥伴

 

公司(Ticker) 參與世代/專案 角色/說明
Broadcom(AVGO) Ironwood / Ghostfish、Sunfish 等 長年主設計夥伴,主導多代 TPU ASIC 設計,屬關鍵 IP 與 SoC 整合供應商
聯發科(2454) Zebrafish(推估對應 v8 某支線) 新世代導入之設計夥伴,負責 I/O/介面與先進製程協作,提供雙供策略與成本彈性

 

2) 晶圓代工與先進封裝

 

公司(Ticker) 職能 參與範疇/世代 備註
台積電(2330 / TSM) 先進製程、CoWoS Ironwood、Ghostfish、Trillium 等 主力代工與先進封裝,支援超大規模 CoWoS 產能
Amkor(AMKR) 先進封裝、測試 新一代(傳聞含 MediaTek 版本) 參與 CoWoS/2.5D 等先進封裝與測試流程

 

3) 模組組裝與機櫃整合(Server/Rack)

 

公司(Ticker) 模組組裝 機櫃整合 參與世代/範疇 備註
Celestica(CLS) ✔ ✔ Ironwood;Zebrafish 相關網通設備 長期 Google 重要 EMS/系統整合夥伴
Jabil(JBL) ✔ ✔ Sunfish / Ironwood 機櫃 大型 EMS,涵蓋模組與整櫃整合
Flex(FLEX) — ✔ Sunfish 機櫃 著重於機櫃/系統層整合

 

4) PCB 與 CCL(板材)

公司(Ticker) 類別 角色/產品 備註
TTM Technologies(TTMI) PCB 高階伺服器主板、背板 北美高端 PCB 供應商
Panasonic(6752.JP) CCL 低介電/低損耗材料(M7/M8 等) 高頻高速板材供應

 

5) 線材/光模組/網通元件

 

公司(Ticker) 角色/產品 參與範疇/世代 備註
Broadcom(AVGO) 前端交換 ASIC Sunfish 等 DC 交換晶片領域領先
Lumentum(LITE) 光收發模組、OCS(光交換) DC 光學互連/光纖交換 服務資料中心高頻寬光連接
Celestia/Celestica(CLS) 網通設備/系統整合 Zebrafish 等 交換機/光纖模組整合能力
Amphenol(APH) 高速連接器/線纜(DAC/AOC) 800G→1.6T 連接 高頻高速連接方案供應

 

6) 散熱與熱管理

 

公司(Ticker) 產品/技術 角色/說明 備註
Furukawa Electric(5715.JP) 熱管、均溫板、液冷/浸沒式模組 AI/HPC 伺服器關鍵熱管理 針對高功耗晶片與高密度機櫃散熱

 


TPU 為何重要:效率、成本、規模

 

  1. 效率/能耗:Ironwood 相對前代效能/功耗比約 2 倍,HBM 至 192 GB、互連至 7.2–7.4 Tbps,降低搬運延遲、提升大模型推理吞吐。
     

  2. TCO 優勢:結合 ASIC+軟體編譯器+雲端資源排程,在特定工作負載(LLM、MoE、推薦系統)把成本壓到最低,是 Google 強調的核心價值。
     

  3. 可擴規模:單 Pod 可到 9,216 顆、叢集級別橫向擴展,適配 Gemini 2.5、AlphaFold、以及雲端客戶長時間推理服務。


TPU 的主要應用

 

  • Google 內部:搜尋、地圖、廣告、翻譯、照片、YouTube 推薦等早已大量用 TPU 訓練/推論。
     

  • Google Cloud 客戶:Cloud TPU 與 AI Hypercomputer 支援 PyTorch/JAX/TensorFlow 等,涵蓋 LLM、視覺/語音生成、推薦系統、科學模擬等。
     

  • 外部 AI 實驗室/企業:Anthropic、Lightricks 等新創已簽下多年大額使用協議,鎖定 Ironwood 降低推理成本。

 


TPU vs. NVIDIA GPU:不同路線的互補

 

1) 定位:

  • TPU 是專用 ASIC,把矩陣/張量做「硬體化極致」,針對 Transformer/MoE/推薦調校。

  • NVIDIA GPU 是通用 GPGPU,兼顧 AI、圖形、HPC,多框架支援,靠 CUDA 生態稱霸。

 

2) 生態與工具:

  • TPU 深度綁定 JAX/TensorFlow、XLA、Pathways 與 Google Cloud。

  • GPU 擁有 CUDA、cuDNN、TensorRT、NeMo 等跨雲工具鏈,開發者黏著度極高。

 

3) 商業模式:

  • TPU 不賣裸卡,僅在 Google 資料中心/Cloud 提供。

  • GPU 可買卡也可租雲,AWS、Azure、GCP、本地機房全支援。

 

4) 能級與節奏:

  • Ironwood(v7)與 Blackwell(B200/GB200)算力級距相近;Google強調「Pod+光交換+編譯器」的系統級表現。

  • NVIDIA 走「年更迭代」鎖定 CAPEX;Google 走「雲端專屬 ASIC」壓成本。

 

核心結論:不是二選一。Google 用 TPU 壓核心服務/特定客戶成本,同時在 Cloud 深度支援 NVIDIA(H100→Blackwell)滿足跨雲生態與開發者習慣。

 


Google 同時大量採用 NVIDIA

 

  • Google Cloud 長年供應多代 NVIDIA GPU(H100、未來 Blackwell B200/GB200)。
     

  • Vertex AI、GKE 等均支援 NVIDIA,加速客戶上雲遷移。
     

  • Gemini 亦會運行於 Blackwell 系統上的 Google Distributed Cloud/本地環境(與 NVIDIA、Dell 合作),滿足政府與高安全場景。

 

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總結:雙平台將成雲端標配

 

  • 供應鏈擴散效應:TPU 讓「非輝達」鏈也吃 AI CAPEX——Broadcom/MediaTek、TSMC/Amkor、Celestica/Jabil/Flex、TTM/Panasonic、Amphenol/Lumentum、Furukawa 全面受益。

 

  • 雲端業者雙平台:自研 ASIC(壓 TCO)+ NVIDIA(撐生態/跨雲),可同時滿足內部成本與外部開發者需求。Google 已走在前面,AWS/Meta/Microsoft 的自研加速器也正加速。

 

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專注於台股產業鏈深度解析、美股總體經濟脈動與全球 ETF 資產配置,以嚴謹數據與結構化觀點為底層邏輯,致力於為投資人過濾市場雜訊,建立清晰、即時且具實戰價值的決策地圖

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