رقابت جدید غول‌های تراشه‌سازی بر سر فناوری بسته‌بندی پیشرفته تراشه‌ها

رونق هوش مصنوعی با افزایش تقاضا برای بسته‌بندی پیشرفته تراشه‌ها، میلیاردها دلار سرمایه‌گذاری را به این صنعت سرازیر کرده و رقابت میان TSMC، انویدیا، AMD و تامین‌کنندگان جایگزین را برای افزایش ظرفیت تولید تشدید کرده است.

به‌ گزارشسرویس سخت‌افزار تک‌ناکصنعت بسته‌بندی پیشرفته تراشه که زمانی یکی از بخش‌های کم‌اهمیت و کمتر شناخته‌شده صنعت فناوری به حساب می‌آمد، اکنون به گلوگاهی حیاتی در مسیر تولید قدرتمندترین پردازنده‌های جهان تبدیل شده است.

بررسی‌ها و گفت‌وگو با بیش از دوازده مدیر و تحلیلگر صنعت نیمه‌هادی نشان می‌دهد تقاضا برای تراشه‌های هوش مصنوعی از ظرفیت موجود برای بسته‌بندی آنها پیشی گرفته است. در واکنش به این وضعیت، شرکت‌هایی از انویدیا و AMD گرفته تا بازیگران کمتر شناخته‌شده تایوانی، در حال گسترش ظرفیت تولید خود هستند و سازندگان تجهیزات نیز ابزارهای تازه‌ای برای پاسخ‌گویی به نیاز بازار توسعه می‌دهند.

بیشتر بخوانیدضعف نظارت آمریکا بر خریداران چینی تراشه‌های انویدیا

پت گلسینگر، مدیرعامل پیشین اینتل و شریک کنونی شرکت Playground Global در تایپه به خبرنگاران گفت: «بسته‌بندی همیشه چیزی بود که اصلا لازم نبود نگران آن باشید.» گلسینگر تخمین زده است که بسته‌بندی پیشرفته در نهایت بتواند تا نیمی از ارزش تراشه‌ها را تشکیل دهد. دلیل این موضوع آن است که برخی از پردازنده‌های گرافیکی و مرکزی امروزی می‌توانند ۱۰ تراشه یا بیشتر و در مواردی تا ۲۰ تراشه را در یک مجموعه واحد ادغام کنند.

بر اساس پیش‌بینی موسسه تحقیقاتیYole Groupدرآمد حاصل از بسته‌بندی پیشرفته برای نخستین بار در سال ۲۰۲۶ از درآمد روش‌های سنتی بسته‌بندی فراتر خواهد رفت. همچنین انتظار می‌رود سرمایه‌گذاری در این فناوری به حدود ۲۸ میلیارد دلار برسد.

سلطه تایوان بر فناوری CoWoS

شرکت TSMC، بزرگ‌ترین تولیدکننده قراردادی تراشه در جهان، بر پیشرفته‌ترین فناوری‌های بسته‌بندی نیمه‌هادی تسلط دارد. یکی از مهم‌ترین فناوری‌ها، CoWoS یا اتصال تراشه به ویفر و سپس بستر است. این فناوری قطعات سیلیکونی مجزا، مانند پردازنده‌ها و تراشه‌های حافظه را روی یک بستر مشترک به یکدیگر متصل می‌کند تا بتوانند با سرعت بالا و هماهنگی بیشتر فعالیت کنند. انویدیا، AMD و برودکام از جمله شرکت‌هایی هستند که به‌طور گسترده از CoWoS استفاده می‌کنند. شرکت‌های ارائه‌دهنده خدمات ابری که تراشه‌های اختصاصی هوش مصنوعی خود را توسعه می‌دهند نیز به این فناوری متکی هستند.

با وجود این‌، محدودیت ظرفیت تولید TSMC برخی طراحان تراشه را به جست‌وجوی منابع جایگزین سوق داده است. بر اساس اطلاعات یک مدیر آگاه از این موضوع که به دلیل نداشتن مجوز گفت‌وگو با رسانه‌ها نخواست نام او فاش شود، انویدیا میلیاردها دلار منابع مالی برای توسعه ظرفیت بسته‌بندی CoWoS در شرکت Siliconware Precision Industries یا SPIL اختصاص می‌دهد. این شرکت زیرمجموعه ASE Technology تایوان است. به گفته این مدیر، منابع مالی مذکور صرف توسعه فضای کارخانه و تامین تجهیزات جدید خواهد شد. جزئیات مربوط به ابعاد این حمایت مالی پیش از این منتشر نشده بود.

تحول بنیادین در صنعت بسته‌بندی تراشه‌ها

شتاب سرمایه‌گذاری در فناوری بسته‌بندی، نشان‌دهنده تحولی گسترده‌تر در شیوه تولید تراشه‌های قدرتمند است. شمار بیشتری از طراحان تراشه اکنون از بسته‌بندی پیشرفته برای ادغام چند قطعه، از جمله پردازنده و حافظه در قالب یک مجموعه واحد استفاده می‌کنند. این رویکرد به اجزای مختلف اجازه می‌دهد مانند یک سیستم یکپارچه و با سرعت بیشتری با یکدیگر ارتباط برقرار کنند. این در حالی است که در چند دهه گذشته، بسته‌بندی وظیفه محافظت از تراشه و ایجاد اتصالات الکتریکی برای نصب آن روی برد مدار را بر عهده داشت.

حتما بخوانیدطراحی شش‌تکه‌ای پردازنده Nova Lake-H اینتل در تصویری جدید فاش شد

این تحول در شرایطی رخ می‌دهد که دستیابی به بهبود عملکرد از طریق کوچک‌تر کردن ترانزیستورها و افزایش تعداد آنها، روزبه‌روز دشوارتر و پرهزینه‌تر می‌شود. ترانزیستورها همان کلیدهای الکترونیکی بسیار کوچکی هستند که در ساختار داخلی تراشه قرار دارند. فناوری‌های جدید بسته‌بندی به‌ویژه برای تراشه‌های هوش مصنوعی اهمیت دارند، چرا که این پردازنده‌ها باید حجم عظیمی از داده را میان واحدهای پردازشی و حافظه‌های نزدیک به آنها جابه‌جا کنند. افزایش سرعت این تبادل داده، هم فرایند آموزش مدل‌های هوش مصنوعی و هم اجرای آنها را تسریع می‌کند.

رقابت برای کاهش وابستگی به TSMC

محدودیت ظرفیت TSMC فرصتی برای تامین‌کنندگان کوچک‌تر، از جمله شرکت Powertech Technology تایوان فراهم کرده است. دی‌کی تسای، رئیس هیئت‌مدیره Powertech در ماه اوت به خبرنگاران گفت: «همه به دنبال راه‌حلی خارج از TSMC هستند. آنها نمی‌خواهند کاملا به این شرکت وابسته باشند.»

شرکت Powertech که با نام PTI نیز شناخته می‌شود، روی فناوری بسته‌بندی در سطح پنل سرمایه‌گذاری کرده است. در این روش، به‌جای ویفرهای دایره‌ای از پنل‌های مستطیلی بزرگ‌تر به‌ عنوان بستر بسته‌بندی تراشه استفاده می‌شود. این فناوری امکان جای‌دادن تعداد بیشتری تراشه در هر چرخه تولید را فراهم می‌کند و میزان هدررفت مواد اولیه را کاهش می‌دهد. چنین مزیتی با بزرگ‌تر و پیچیده‌تر شدن پردازنده‌های هوش مصنوعی اهمیت بیشتری پیدا می‌کند. شرکت PTI در زمینه توسعه این فناوری با AMD و برودکام همکاری می‌کند. هدف این همکاری‌ها اثبات کارایی بسته‌بندی در سطح پنل برای تولید مجموعه‌‌ تراشه‌‌های بزرگ‌تر و پیچیده‌تر مورد استفاده در هوش مصنوعی و رایانش با عملکرد بالا است.

جیم لین، معاون ارشد PTI عنوان کرد: «مهم‌ترین مسئله در حال حاضر ظرفیت تولید است.» به گفته او، مشتریان منتظر هستند این شرکت ظرفیت تولید خود را افزایش دهد. شرکت Powertech قصد دارد ۴۰۰ میلیون دلار در یک سرمایه‌گذاری مشترک با برودکام در سنگاپور برای توسعه بسته‌بندی پیشرفته سرمایه‌گذاری کند. تسای اعلام کرده است که تولید در این مجموعه احتمالا از سال ۲۰۲۸ آغاز خواهد شد.

شرکت TSMC نیز برای پشتیبانی از بسته‌بندی تراشه‌های بزرگ‌تر و پیچیده‌تر، فناوری مبتنی بر پنل اختصاصی خود را با نام CoPoS یا اتصال تراشه به پنل و سپس بستر توسعه می‌دهد. این شرکت در ماه آوریل اعلام کرد که خط تولید آزمایشی این فناوری را راه‌اندازی کرده است و انتظار دارد تولید آن طی یکی دو سال آینده آغاز شود. با وجود این‌، CoWoS همچنان فناوری اصلی TSMC برای بسته‌بندی تراشه‌های هوش مصنوعی محسوب می‌شود.

برای مطالعه بیشترافزایش قیمت رم تولیدکنندگان گوشی را به استفاده از حافظه بازیافتی سوق می‌دهد

شرکت AMD نیز از سرمایه‌گذاری بیش از ۱۰ میلیارد دلاری در بخش نیمه‌هادی تایوان خبر داده است. این سرمایه‌گذاری شامل همکاری با ASE، شرکت SPIL و Powertech در حوزه بسته‌بندی پیشرفته می‌شود. لیزا سو، مدیرعامل AMD در پاسخ به پرسشی درباره امکان تبدیل شدن فناوری بسته‌بندی در سطح پنل Powertech به جایگزینی برای فناوری TSMC، به این موضوع نپرداخت، اما بر ضرورت افزایش ظرفیت بسته‌بندی پیشرفته تأکید کرد. سو در ماه اکتبر به رویترز در تایپه گفت: «فکر می‌کنم CoWoS و بسته‌بندی پیشرفته برای آینده رایانش با عملکرد بالای ما اهمیت فوق‌العاده‌ای دارند.» او تصریح کرد: «TSMC شریک فوق‌العاده‌ای در حوزه بسته‌بندی پیشرفته بوده است و به همکاری بیشتر با این شرکت ادامه خواهیم داد. با وجود این‌، در مجموع به ظرفیت تولید بیشتری نیاز داریم.»

رانی بورکار، مدیر بخش سخت‌افزارMicrosoft Azureنیز معتقد است بسته‌بندی در سطح پنل می‌تواند هنگام بسته‌بندی تراشه‌های بزرگ هوش مصنوعی، هدررفت مواد اولیه را کاهش دهد. با وجود این‌، مایکروسافت هنوز درباره اینکه آیا و چه زمانی از این فناوری استفاده خواهد کرد، تصمیمی نگرفته است.

ورود سازندگان تجهیزات نیمه‌هادی به بسته‌بندی تراشه‌ها

رونق بازار بسته‌بندی پیشرفته، فرصت تازه‌ای برای تولیدکنندگان تجهیزات نیمه‌هادی ایجاد کرده است. این شرکت‌ها به‌طور سنتی بر مراحل ابتدایی تولید تراشه تمرکز داشتند؛ مراحلی که طی آن مدارهای الکترونیکی روی ویفر سیلیکونی شکل می‌گیرند. بسته‌بندی پیشرفته در مراحل بعدی انجام می‌شود و طی آن، تراشه‌ها، حافظه‌ها و سایر قطعات به یک واحد نهایی با عملکرد بالا تبدیل می‌شوند.

سیجی ناکاما، رئیس شرکت Tokyo Electron Taiwan بیان کرد که بازار بسته‌بندی پیشرفته با سرعت بسیار بیشتری نسبت به بازار تجهیزات ساخت تراشه رشد می‌کند، هرچند اندازه فعلی آن همچنان کوچک‌تر است. یکی از مدیران شرکت آمریکایی Applied Materials نیز پیش‌بینی کرد که بازار بسته‌بندی پیشرفته، از جمله فناوری بسته‌بندی در سطح پنل، طی سه تا پنج سال آینده رشد چشمگیری داشته باشد. سری کساپاگادا، معاون این شرکت، درباره زمان گسترش این بازار گفت: «این اتفاق در آینده نزدیک رخ می‌دهد و تا ۱۰ یا ۱۵ سال دیگر طول نخواهد کشید.»

نوشتهرقابت جدید غول‌های تراشه‌سازی بر سر فناوری بسته‌بندی پیشرفته تراشه‌هااولین بار درTechnoc. پدیدار شد.

برای ارزیابی پایداری، امنیت و نگهداری این زیرساخت، راهنمای پشتیبانی شبکه را نیز مطالعه کنید.