فرصة كبيرة تقترب من سامسونج... التركيز الكامل على التغليف المتقدم في كل ديسمبر، يجتمع كبار التنفيذيين من عمالقة أشباه الموصلات الذكاء الاصطناعي مثل NVIDIA وBroadcom في مقر TSMC في منتزه هسينشو العلمي في تايوان. هدفهم هو تأمين حتى فتحة واحدة فقط في خطوط إنتاج "التغليف المتقدمة" التابعة ل TSMC، التي تدمج وحدات معالجة الرسوميات وذاكرة النطاق الترددي العالي (HBM) لإنشاء مسرعات الذكاء الاصطناعي. تخصيص هذه الخطوط، المعروف باسم "CoWoS" (الشريحة على الويفر على الركيزة)، يحدد حجم المسرعات الذكاء الاصطناعي التي يمكنها إنتاجها في العام التالي. في الواقع، أفادت التقارير أن جوجل خفضت هدف الإنتاج لمسرع الذكاء الاصطناعي الخاص بها، وحدة معالجة التينسور (TPU)، بمقدار مليون وحدة من هدفها الأصلي البالغ 4 ملايين لأنها خسرت أمام NVIDIA في معركة على سعة CoWoS. "التغليف المتقدم"، الذي يثبت أشباه الموصلات عالية الأداء مثل وحدات معالجة الرسوميات والنماذج الضخمة على مادة خاصة تسمى "مداخل السيليكون" لجعلها تعمل بسلاسة كشريحة واحدة، أصبحت ساحة معركة حاسمة للهيمنة في سوق أشباه الموصلات الذكاء الاصطناعي هذا العام. مع وصول العمليات فائقة الدقة — تضييق عرض خطوط الدوائر إلى نطاق 1 نانومتر (nm) لتعبئة وظائف متعددة في شريحة صغيرة — إلى حدودها التقنية، تتجه شركات أشباه الموصلات إلى التغليف المتقدم لربط عدة شرائح وتشغيلها كوحدة واحدة. وبالتالي، من المتوقع أن ينمو السوق المرتبط من 43 مليار دولار (حوالي 62 تريليون وون كوري) العام الماضي إلى 64.3 مليار دولار (حوالي 93 تريليون وون كوري) بحلول عام 2028. حاليا، يهيمن سوق التغليف المتقدم على TSMC. وصلت الحالة إلى نقطة لا تستطيع فيها الشركات إنتاج مسرعات الذكاء الاصطناعي في الوقت المحدد حتى لو كانت قد أمنت وحدات معالجة رسومات ونماذج ضخمة (HBU)، ببساطة لأنها لم تخصص لها ما يكفي من خطوط CoWoS التابعة ل TSMC. استجابة للمطالب المتكررة من NVIDIA وAMD وBroadcom وغيرهم، قررت TSMC استثمار 7.5 مليار دولار (حوالي 10.85 تريليون وون كوري) هذا العام - وهو أكبر مبلغ لها على الإطلاق - لتوسيع قدرتها على التغليف المتقدمة بشكل كبير. ترى سامسونج للإلكترونيات أيضا أن التغليف المتقدم هو ساحة المعركة الرئيسية التالية بعد HBM وتعزز أعمالها ذات الصلة. ويقال إنها تسوق حلا "متكاملا"—يقدم تغليفات متقدمة مرفقة مع DRAM وخدمات المسبك—لشركات مثل جوجل، وAMD، وأمازون، التي لم تتمكن من تأمين عدد كاف من خطوط CoWoS بسبب هيمنة NVIDIA. لإنتاج مسرعات الذكاء الاصطناعي — التي غالبا ما تسمى "المعاول" في عصر الذكاء الاصطناعي — يجب أن تخضع الرقائق لمرحلتين من التغليف المتقدم (وهي عملية تجعل عدة شرائح تعمل كأنها واحدة). الأول هو تصنيع HBM، والذي يتضمن تكديس ما يصل إلى 16 ذاكرة DRAM. بمجرد اجتياز هذه العملية، التي هي أصعب بكثير من إنتاج DRAM القياسي، ينتظر تحد أكبر: "تغليف 2.5D"، الذي يربط جهاز HBM ووحدة معالجة الرسومات على ركيزة خاصة تسمى مداخل السيليكون ليعمل كشريحة واحدة. بغض النظر عن مدى جودة وحدة معالجة الرسوميات وجهاز HBM، إذا فشل التغليف المتقدم، فلن يعمل المسرع الذكاء الاصطناعي بشكل صحيح. إنها عملية عالية الصعوبة، حيث يبقى عائد TSMC الرائد في الصناعة عند 50–60٪ فقط. مع فشل TSMC في مواكبة تدفق الطلبات من NVIDIA وAMD، أصبح تغليف 2.5D أكبر عنق زجاجة يعيق توسع سوق الذكاء الاصطناعي. ◇ بدائل لحدود العمليات فائقة الدقة ينقسم التغليف بشكل عام إلى التغليف التقليدي والتغليف المتقدم. يشير التغليف التقليدي إلى عملية وضع شريحة واحدة على اللوحة الأم وربطها كهربائيا. وهي جزء من عملية "الخلفية"، التي تم تقييمها سابقا كتقنية "أقل حرجة" في منظومة أشباه الموصلات. ومع ذلك، تغير الوضع مع انفجار الطلب على الشرائح عالية الأداء في عصر الذكاء الاصطناعي. حتى أوائل عشرينيات القرن الحادي والعشرين، كانت شركات أشباه الموصلات تركز بالكامل على "العمليات فائقة الدقة"، حيث تضيق عرض الدوائر إلى أقل من 2 نانومتر لتعبئة المزيد من الوظائف في شرائح أصغر. لكن هذه المنافسة انقلبت عليك. انخفضت الربحية بسبب الحاجة لشراء معدات الطباعة فوق البنفسجية المتطرفة (EUV) بتكلفة تصل إلى 500 مليار وون كوري لكل وحدة. كانت التحديات التقنية أيضا هائلة؛ مع تضييق عرض الخطوط، زاد التداخل، ونما تيار التسرب، مما جعل من الصعب التحكم في توليد الحرارة. الحل الذي وجد كان التغليف. بدلا من حشر الوظائف المعقدة في شريحة واحدة عبر عمليات فائقة الدقة، يمكن لربط عدة شرائح متقدمة إلى حد متوسط تحقيق نفس الأداء. أرفقت الصناعة المعدل "متقدم" على هذه التقنية لأن صعوبتها التقنية تتجاوز بكثير تلك الخاصة بالتغليف التقليدي. ◇ نقص حاد في سعة CoWoS المرشح الأوفر حظا هو TSMC. سلاحه الرئيسي هو تقنية تغليف متقدمة بتقنية 2.5D تسمى "CoWoS-S". يضع مداخل السيليكون—وهي طبقة مادة خاصة تعمل كجسر—فوق الركيزة ويرتب عدة شرائح أفقيا. يتكون جهاز الإدخال السيليكون من Through-Silicon Vias (TSV)، وهي ممرات رأسية تربط الركيزة السفلية بالشرائح العلوية، وطبقة إعادة توزيع (RDL) التي تربط الإشارات بين الشريحات. يسمى التغليف 2.5D لأن المداخل والرقائق مكدسة عموديا (ثلاثي الأبعاد) على الركيزة، بينما ترتب الشرائح أفقيا (2D). مع تزايد الطلب على الشرائح عالية الأداء مع عصر الذكاء الاصطناعي، أدركت NVIDIA وAMD قوة CoWoS. وهكذا، ولدت مسرعات الذكاء الاصطناعي مثل B200 وH100، تربط بين HBM ووحدات معالجة الرسومات. وفقا لشركة سامسونج للأوراق المالية، زادت قدرة إنتاج TSMC على CoWoS (المحولة إلى رقائق معدنية) من 35,000 ورقة شهريا في عام 2024 إلى حوالي 70,000 ورقة في العام الماضي، ومن المتوقع أن ترتفع إلى حوالي 110,000 ورقة هذا العام. ومع ذلك، تشير التقييمات إلى أن هذا لا يزال غير كاف. وبالنظر إلى أن تخصيص CoWoS ل NVIDIA من قبل TSMC حوالي 55٪، تشير الحسابات إلى أنه يمكن إنتاج 8.91 مليون مسرع الذكاء الاصطناعي "Blackwell" فقط هذا العام. يمكن لهذا الحجم دعم مراكز البيانات بسعة قصوى تبلغ 18 جيجاواط (GW)، وهي ما يمثل فقط 50٪ من سعة استثمار مراكز البيانات العالمية هذا العام. حللت سامسونج سيكيوريتيز قائلة: "هناك احتمال ألا تتمكن TSMC من تلبية حتى طلب NVIDIA هذا العام." ...