Morgan Stanley analyse TSMC : l'écart de CoWoS s'élève à 20 %, les CPU AI prennent le relais des GPU

TL;DR
· L'analyse de la chaîne d'approvisionnement de Morgan Stanley a relevé les prévisions de TSMC pour CoWoS, avec une capacité mensuelle estimée à environ 220 000 unités d'ici fin 2028.
· NVIDIA, AMD et les fournisseurs de cloud développent leurs propres puces pour s'emparer de l'emballage avancé, l'écart de 2027 à 2028 pourrait rester d'environ 20 %.
· Les expéditions connexes, les itinéraires d'emballage et l'allocation des clients reposent principalement sur des hypothèses de modèle, et les rendements de CoPoS, EMIB-T et l'externalisation des tests restent incertains.

L'analyse de la chaîne d'approvisionnement de Morgan Stanley a de nouveau relevé les prévisions de capacité de CoWoS de TSMC, mais son jugement central n'est pas que "la pénurie touche à sa fin", mais plutôt que "la capacité s'accroît rapidement, mais la demande augmente encore plus vite". Dans le modèle de l'institution, l'écart entre l'offre et la demande pour l'emballage avancé pourrait rester d'environ 20 % de 2027 à 2028.

Cela est important car les puces AI ne peuvent pas simplement être livrées en produisant des GPU. Les GPU haut de gamme, les CPU AI, les ASIC et la HBM doivent être interconnectés à haute vitesse dans le même emballage, et CoWoS est l'une des solutions d'emballage avancé les plus critiques. De nombreuses entreprises telles que NVIDIA, AMD, Google et Amazon ne peuvent pas contourner cette étape.

Les documents officiels de TSMC ont déjà confirmé que l'entreprise continue d'élargir sa capacité d'emballage avancé, y compris CoWoS et SoIC, et a déclaré que la capacité de CoWoS connaîtrait un taux de croissance annuel composé de plus de 80 % entre 2022 et 2027. Cependant, la capacité mensuelle, l'allocation des clients, les rendements et le ratio d'écart n'ont pas été divulgués par TSMC, et le marché dépend actuellement davantage des analyses de la chaîne d'approvisionnement des courtiers et des estimations tierces.

Capacité relevée à environ 220 000 unités, pourquoi cela n'est-il pas suffisant

Le chiffre le plus direct dans cette analyse de la chaîne d'approvisionnement de Morgan Stanley est la prévision de capacité mensuelle de CoWoS de TSMC : environ 115 000 unités d'ici fin 2026, environ 190 000 unités en 2027, et environ 220 000 à 225 000 unités d'ici fin 2028.

Les interprétations de seconde main varient légèrement. Certains rapports indiquent que la prévision de Morgan Stanley pour fin 2027 était de 175 000 unités par mois et d'environ 220 000 unités par mois d'ici fin 2028. Étant donné que ces chiffres ne sont pas divulgués par TSMC, ils sont mieux compris comme un scénario "optimiste" dans le modèle de la chaîne d'approvisionnement, plutôt que comme un engagement de capacité déjà verrouillé.

Les usines de tests externalisées complètent également l'offre. La capacité de CoWoS-like des OSAT tels qu'Amkor et ASE devrait passer d'environ 12 000 à 15 000 unités par mois d'ici fin 2026 à environ 85 000 unités par mois d'ici fin 2028. Les ressources internes de TSMC se dirigent également vers CoWoS, certaines capacités initialement destinées à SoIC étant redirigées pour soutenir CoWoS.

Tendance d'expansion de la capacité de CoWoS : la capacité mensuelle de TSMC passe d'environ 115 000 unités en 2026 à environ 220 000 à 225 000 unités en 2028, la capacité non TSMC est également ajustée à la hausse.

Mais le problème est que la consommation d'emballage par les puces AI augmente également. Les accélérateurs AI haut de gamme, les CPU AI et les ASIC personnalisés augmentent tous leur utilisation d'emballage, certaines conceptions de puces ayant une surface plus grande, nécessitant plus de wafers et de ressources d'emballage par produit. En d'autres termes, les lignes de production s'élargissent, mais la capacité "consommée" par chaque puce augmente également.

Cet écart d'environ 20 % n'est pas un consensus du marché. TrendForce a déclaré en juin que l'écart entre l'offre et la demande de CoWoS pourrait se réduire de 20 % à environ 10 % d'ici fin 2026, estimant que la capacité mensuelle de TSMC serait de 120 000 à 140 000 unités, avec une augmentation de 50 000 à 60 000 unités par mois pour les OSAT. Les différences entre ces deux jugements proviennent principalement d'hypothèses différentes concernant la vitesse d'augmentation de la demande et la capacité externe pouvant être convertie en offre disponible.

NVIDIA reste le plus grand client, les CPU commencent également à faire la queue

Dans le modèle de Morgan Stanley, NVIDIA reste la principale source de demande pour CoWoS. D'ici 2028, la demande annuelle de CoWoS de NVIDIA pourrait atteindre environ 1,735 millions d'unités, continuant d'augmenter considérablement par rapport à 2027.

Cette demande provient non seulement de la prochaine génération de GPU, mais également des CPU AI tels que Vera et Rosa, ainsi que des produits tels que Spectrum-X CPO. Dans l'hypothèse du modèle, les produits d'accélération et CPO de NVIDIA utilisent principalement CoWoS-L, tandis que les CPU et LPU utilisent davantage CoWoS-R, répartis entre TSMC, Amkor et ASE.

C'est un changement clé. Dans le passé, lorsque l'on parlait de serveurs AI, on pensait plus facilement à "GPU + HBM" ; maintenant, le côté CPU nécessite également une bande passante mémoire plus élevée, des interconnexions plus complexes et une efficacité système accrue, donc les CPU AI eux-mêmes consomment également de la capacité d'emballage avancé.

La conception liée à Feynman n'est pas encore complètement déterminée. Le modèle actuel de la chaîne d'approvisionnement ne l'a pas clairement écrit comme ayant déjà adopté CoPoS, et à court terme, il est plus probable qu'il reste principalement basé sur CoWoS-L avec une partie de la logique SoIC empilée. Même si de nouvelles routes d'emballage apparaissent à l'avenir, les principaux produits AI de 2027 à 2028 auront encore du mal à contourner CoWoS.

AMD, TPU et Trainium se battent ensemble, la pénurie ne concerne pas seulement NVIDIA

Si l'on ne regarde que NVIDIA, on sous-estime l'ampleur de cette tension sur l'emballage avancé. AMD, Google TPU et Amazon Trainium augmentent également leur demande pour CoWoS ou des emballages avancés similaires.

La pression sur AMD provient des deux côtés, des CPU de serveur et des accélérateurs AI. Les produits tels que le CPU de serveur Venice, MI450 et MI500 nécessitent tous plus de ressources d'emballage avancé dans le modèle, le MI500 ayant une taille d'emballage plus grande, consommant plus de wafers et de capacité d'emballage par produit. La demande globale d'AMD pour les wafers devrait continuer d'augmenter de 2027 à 2028, mais le taux de satisfaction réel pourrait n'être que de 50 % à 60 %.

Google TPU augmente également ses prévisions. Les prévisions de volume total d'expédition de TPU pour 2027 ont été relevées, la série v8, à laquelle MediaTek participe, contribuant à l'augmentation principale, et la série v9 entrera également dans le cycle de produits en 2028. Certains projets TPU ultérieurs pourraient se tourner vers l'emballage Intel EMIB-T, mais cette alternative reste limitée par l'approvisionnement en substrats et les rendements.

Amazon Trainium accélère également. La demande pour Trainium3 a été relevée, certaines commandes pouvant être transférées à Marvell. Trainium4 devrait commencer à augmenter en 2028, introduisant une empilement logique 3D SoIC et plusieurs solutions d'interconnexion. Les volumes d'expédition et les itinéraires d'emballage restent des hypothèses de modèle, et dépendent finalement des décisions de conception des clients et du rythme de production de masse.

Cela explique pourquoi, après l'augmentation de la capacité d'emballage avancé de TSMC, le marché reste inquiet de son insuffisance. La demande ne se concentre plus uniquement sur les GPU NVIDIA, les puces développées par les fournisseurs de cloud, les CPU AI et des structures d'emballage plus complexes augmentent tous la consommation de capacité.

Prix cible de 3100 TWD, pariant sur un emballage toujours tendu

Morgan Stanley maintient une note "surpondérée" pour TSMC et fixe un prix cible de 3100 TWD pour juin 2027, correspondant à environ 20 fois le ratio cours/bénéfice prévisionnel sur 12 mois. L'institution a également relevé ses hypothèses de croissance pour les activités AI de TSMC dans les centres de données, prévoyant un taux de croissance annuel composé d'environ 69 % entre 2024 et 2029.

Ce prix cible est soutenu non seulement par la hausse des prix de CoWoS, mais également par l'augmentation des procédés avancés, de la capacité d'emballage et des commandes de clients AI qui augmentent la visibilité des revenus. De 2026 à 2028, la consommation totale de CoWoS de TSMC devrait atteindre environ 1,24 million, 2,38 millions et 2,63 millions d'unités/an, NVIDIA conservant la plus grande part, tandis qu'AMD et Broadcom/TPU contribuent davantage à l'augmentation.

Évolution de la composition des clients de CoWoS : la consommation totale passe d'environ 134 000 unités/an en 2023 à environ 2,38 millions d'unités/an en 2027, NVIDIA conservant une part majeure.

Cependant, ces chiffres d'évaluation ne sont pas la partie la plus nécessaire à amplifier. Un signal plus direct est que l'expansion des infrastructures AI pousse TSMC vers une position de contrainte d'approvisionnement pour l'emballage avancé. Pour les entreprises de puces AI haut de gamme, obtenir une capacité de procédé avancé n'est pas suffisant, la capacité d'obtenir suffisamment de CoWoS pourrait également déterminer le rythme de livraison.

Les alternatives ne sont pas encore bien établies, des incertitudes subsistent après 2028

Cette révision a encore des limites claires : de nombreux chiffres proviennent d'hypothèses de modèle et ne signifient pas qu'ils se produiront déjà.

CoPoS est encore en phase de test d'ingénierie. Le calendrier actuel indique un risque de production au début de 2028 et une production de masse en 2029, mais la production de risque ne signifie pas que les produits des clients seront déjà lancés à temps. Si les futurs produits de NVIDIA tels que Feynman adopteront CoPoS, cela dépendra encore des choix de conception finaux.

Légende : la capacité de SoIC de TSMC devrait accélérer de manière significative en 2028.

L'expansion des OSAT n'est pas un remplacement équivalent. Les usines de tests externalisées peuvent prendre en charge une partie de la capacité CoWoS-like, mais les rendements des substrats, la certification des clients, la disponibilité des équipements et les priorités de capacité affecteront la quantité réellement disponible. Les hypothèses de taux de satisfaction des clients comme AMD sont relativement faibles, ce qui indique que la capacité externe ne peut pas immédiatement combler l'écart.

Intel EMIB-T est une autre solution de remplacement potentielle. Des estimations tierces indiquent que le coût d'EMIB-T pourrait être inférieur à celui de CoWoS-L, et certains projets TPU pourraient envisager de se tourner vers cette voie. Mais la réalisation de l'avantage de coût dépendra également de l'approvisionnement en substrats, des rendements et de l'expérience de production de masse.

Ainsi, la véritable conclusion de cette analyse de la chaîne d'approvisionnement n'est pas que "TSMC augmente sa production assez rapidement", mais que les puces AI deviennent plus grandes, plus complexes et plus variées. TSMC et les usines de tests externalisées accélèrent également leur expansion, mais avant que la capacité de CoPoS, EMIB-T et OSAT ne soit réellement stabilisée, l'emballage avancé pourrait encore bloquer la livraison de matériel AI haut de gamme de 2027 à 2028.