عصر القوة الحاسوبية الكبيرة للذكاء الاصطناعي: المنافسون يتنافسون، وصناعة الرقائق المحلية تتقدم بسرعة لتحقيق اختراقات جديدة

جريدة سيكوريتيز تايمز، المراسل وانغ ييمينغ

أصبحت حوسبة الذكاء الاصطناعي نقطة البداية لإعادة تشكيل صناعة الشرائح.

في السنوات الأخيرة، ومع تباطؤ قانون مور، وصعوبة تلبية أداء شريحة واحدة للطلب المتفجر على الحوسبة، تطورت الصناعة عالميًا إلى مسارين للخروج من عنق الزجاجة: التعبئة المتقدمة والتكامل على مستوى الأنظمة (الـ System Integration) مع “العقد الفائق” (Super Node). وفي هذا السياق، تعمل جميع حلقات سلسلة صناعة الشرائح المحلية، بما في ذلك EDA (أتمتة تصميم الإلكترونيات) والتعبئة المتقدمة ومعدات أشباه الموصلات والاتصالات عالية السرعة، على تسريع خططها في مجال حوسبة الذكاء الاصطناعي.

وبالحديث عن اتجاهات الصناعة المحلية، قال وانغ شياولونغ، مدير قسم الشركات في شركة تشي مو للأبحاث، لمراسل جريدة سيكوريتيز تايمز: “مع التقدم العميق لاستراتيجية استقلالية صناعة أشباه الموصلات وقابليتها للتحكم الذاتي، رغم أن عمليات التصنيع تقيد إلى حد ما، لا تزال سلسلة الصناعة المحلية قادرة على الخروج من مسار لتطوير أشباه الموصلات يتميز بخصائص صينية عبر ‘عملية تصنيع مناسبة + تعبئة متقدمة + تحسين الأنظمة والنظم البيئية’. ومن شأن ذلك أن يقلل من العيوب الهيكلية والمخاطر النظامية التي تواجهها الصين في المنافسة على جولة جديدة من صناعة الذكاء الاصطناعي والحوسبة المتقدمة”.

انتقال منافسة EDA إلى التكامل على مستوى الأنظمة

باعتبار EDA من أعلى سلسلة صناعة الشرائح، يشعر العاملون في هذا المجال بعمق باتجاه إعادة تشكيل تصميم شرائح الذكاء الاصطناعي.

“من تعدد الشرائح (multi-chiplets) إلى العقد الفائقة، أصبحت التعقيدات على مستوى النظام غير مسبوقة. وفي مجال عتاد الذكاء الاصطناعي، لم يعد التحدي أمام العملاء هو تصميم شريحة واحدة فقط، بل المخاطر النظامية التي تجلبها Chiplet ضمن التعبئة المتقدمة، والتكامل غير المتجانس، والذاكرة ذات النطاق الترددي العالي، والاتصالات فائقة السرعة، وشبكات الطاقة الفعالة، وبنية مراكز بيانات الذكاء الاصطناعي. ويتضمن ذلك، على سبيل المثال، التسبب في ارتفاع حرارة الجهاز بالكامل وتشوهه بسبب عدم كفاية الاعتبارات الحرارية؛ ووجود عيوب في تصميم شبكة الطاقة تؤدي إلى انصهار (تعطل) وصلات التعبئة تحت أحمال عالية؛ وغياب منظور إدارة الإشارات على مستوى النظام يؤدي إلى عدم القدرة على إضاءة رقائق تم تصنيعها بكلفة عدة عشرات الملايين من الدولارات بعد التجميع”. قال لينغ فنغ، مؤسس ومجلس إدارة شركة تشي هِه لأشباه الموصلات، في مؤتمر إطلاق مؤخّر.

وأشار لينغ فنغ إلى أنه لمعالجة المشكلات المذكورة أعلاه، يتعين على شركات EDA ترسيخ مفهوم “التكامل على مستوى الأنظمة والتعاون” (STCO)، وتحقيق التصميم التعاوني في الحوسبة، والشبكات، وتوفير الطاقة، والتبريد، وبنية النظام.

قام كبار شركات EDA الثلاثة عالميًا بالفعل بالتحقق من اتجاهات الصناعة عبر صفقات اندماج واستحواذ بمبالغ ضخمة. ففي عام 2025، استحوذت Synopsys (نيو سيميسو تكنولوغي) بقيمة 35 مليار دولار على أكبر شركة محاكاة EDA في العالم Ansys لاستكمال قدرات محاكاة المجالات متعددة الفيزياء، وتعزيز قدرات التحليل الشامل من الشريحة إلى النظام على مستوى السلسلة بأكملها.

كما تقوم شركات شرائح الذكاء الاصطناعي المحلية بنشاط كبير ببناء وتوظيف موارد في مستوى النظم البيئية. فقد قدم صن جوليانغ، نائب الرئيس التنفيذي الأعلى ورئيس المنتجات لدى شركة Muxi (موكسي)، في منتدى SEMICON مؤخرًا شرحًا مفاده أن موكسي تبني مصفوفة منتجات GPU كاملة ضمن بنية بحثية موحدة ذاتية التطوير، تغطي سيناريوهات التدريب والاستدلال للذكاء الاصطناعي، ورسم الرسوميات، والذكاء العلمي، وغيرها، مع تزويدها بحزمة برمجيات ذاتية التطوير متوافقة بالكامل مع النظم البيئية السائدة، كما تسعى بنشاط إلى دفع بناء النظم البيئية مفتوحة المصدر.

وبحسب وانغ شياولونغ، فإن وجود نظام بيئي برمجي جيد يعد أمرًا بالغ الأهمية لتحسين كفاءة استخدام العتاد، ما سيُسرع انتقال شرائح الذكاء الاصطناعي المحلية من “الاستخدام البديل القابل للاعتماد” إلى “الاستخدام الذاتي المريح”. فعلى سبيل المثال، وراء انتشار نماذج اللغة الكبيرة المحلية مثل DeepSeek وQianwen، توجد تحسين كبير في كفاءة استخدام شرائح الذكاء الاصطناعي المحلية.

تقنية الربط الهجين (Mixed Bonding) لتعزيز التقنية الأساسية للحوسبة

على مستوى العتاد، في عصر الحوسبة فائقة القدرة للذكاء الاصطناعي، عندما تواجه الشريحة الواحدة اختناقات في استهلاك الطاقة والمساحة ومعدلات العائد (الجدوى/النجاح في الإنتاج)، تصبح التعبئة المتقدمة حاملة جديدة لـ “قانون مور”. فعلى سبيل المثال، في CoWoS لدى TSMC، يتم دمج المزيد من GPU في كل جيل، وHBM (ذاكرة نطاق ترددي عالٍ) أكبر، واتصالات أقوى. حاليًا، وبما في ذلك عمالقة شرائح الذكاء الاصطناعي مثل NVIDIA وAMD، فقد حققوا بالفعل قفزات في قدرات حوسبة شرائح الذكاء الاصطناعي عبر تقنية التعبئة المتقدمة.

في منتدى SEMICON هذا العام، تحدث غو شياوتشاو، مدير التسويق في قطاع الأعمال الخاص بالتعاقدات لدى Wuhan XinXin Integrated Circuit Co., Ltd. (شركة ووهان شين شين لدوائر متكاملة) عن أحدث اتجاهات الصناعة. وأشار إلى أن سوق التعبئة المتقدمة، وخاصة في مجالات 2.5D/3D، يتوسع بسرعة. وقد تطورت الحلول السائدة في الصناعة من CoWoS-S إلى CoWoS-L وSoW و3.5D XDSiP. ويتزايد نطاق الدمج بشكل مستمر، وتُعد عملية الربط الهجين (Mixed Bonding) المفتاح لتحقيق اتصالات عالية الكثافة، وهي أيضًا التقنية الأساسية لتعزيز قدرات الحوسبة؛ ولا يلزم تحقيق ذلك اختراقات في العمليات فحسب، بل تعاون مشترك في منهجيات التصميم والمواد والمعدات.

وعلى مستوى المعدات المحلية، أعلنت شركة Beiqiang Huachuang (002371) مؤخرًا عن جهاز ربط هجين لرقائق 12 بوصة إلى الرقاقة (D2W). ووفقًا لما هو معلوم، يركز الجهاز على متطلبات القصوى لربط الشرائح في مجالات التكامل ثلاثي الأبعاد مثل SoC وHBM وChiplet، ويغلب على تحديات عملية رئيسية مثل التقاط رقائق فائقة الرقة بمستوى ميكرون دون إتلاف، وتوجيه عالي الدقة بمستوى نانومتر دون انحرافات (أو “معايرة” فائقة الدقة)، وربط عالي الجودة وثابت دون تجاويف (Void) وغيرها. وقد حقق توازنًا أفضل بين دقة محاذاة الشرائح على مستوى النانو وقدرة إنتاج الربط عالي السرعة، وأصبح الشركة المحلية الأولى التي أكملت التحقق من عملية عميل جهاز D2W Mixed Bonding.

كما قدمت شركة Tongjing Technology (تُو تشينغ) في منتدى SEMICON سلسلة 3D IC، وتشمل عدة منتجات جديدة مثل الربط بالانصهار (Molten/熔融键合) وفصل الليزر (Laser剥离) وغيرها، مع تركيز خاص على تطبيقات تتعلق بـ Chiplet للتكامل غير المتجانس، والتكديس ثلاثي الأبعاد، وHBM.

في السنوات الأخيرة، أصبحت معدات الربط الهجين أحد أسرع المجالات نموًا داخل معدات أشباه الموصلات. وقد توقعت شركة استشارات السوق Yole أنه بحلول عام 2030، سيتجاوز حجم السوق العالمي 1.7 مليار دولار، ومن المتوقع أن تصل نسبة النمو السنوي المركب لمعدات D2W Mixed Bonding إلى 21% تقريبًا.

ومع ذلك، أشار أيضًا المسؤولون ذوو الصلة في شركات معدات أشباه الموصلات الكبيرة إلى أن سوق معدات الربط الهجين ينمو بسرعة فائقة، لكنه يواجه تحديات أيضًا مثل دقة المحاذاة والبيئات النظيفة واستيعاب الالتواء (الانبعاج/الاعوجاج) والتعامل معه. إضافة إلى ذلك، توجد فروق في اختيار مواد الواجهات بين سيناريوهات تطبيق مختلفة للربط الهجين؛ فالمجموعات بين مواد عازلة مثل SiCN (مواد في الحالة غير البلورية) والنحاس لكل منها مزايا وعيوب مختلفة. إذ تؤثر ملامح السطح والتحكم في الجسيمات والتواء الرقاقة بشكل مباشر على معدل نجاح الربط. ويعتمد التكامل ثلاثي الأبعاد على التعاون الوثيق بين أطراف الصناعة.

إصدار الورقة البيضاء لنظام تقنيات العقد الفائق

مسار آخر للخروج من عنق الزجاجة لزيادة سعة حوسبة الذكاء الاصطناعي يتمثل في التكامل على مستوى العقد الفائق: عبر تقنيات الاتصالات عالية السرعة، يتم توسيع وحدات الحوسبة من عقدة مفردة وعقد فائقة على مستوى خزائن الأجهزة (تضم مئات/عشرات مئات شرائح AI) إلى عقد فائقة على مستوى العنقود (تضم عشرات الملايين/آلاف الملايين من شرائح AI). ويؤدي اقتران العقد الفائق مع التعبئة المتقدمة إلى ظهور “حاسوب فائق” يتكون من عدد كبير من شرائح AI وHBM وشبكات اتصالات عالية السرعة ونظام تبريد بتبريد سائل.

كما حققت الشركات المحلية الكبيرة ابتكارات وإنجازات في مجال العقد الفائق. ففي 26 مارس، قدمت شركة Inspur? (中科曙光 603019) في مؤتمر الذكرى السنوي لمنتدى Zhongguancun (000931) أول عقد فائق لاسلكي من نوع علبة كابلات (wireless cable box) على مستوى العالم scaleX40. ووفقًا للتعريف، تعتمد العقد الفائقة التقليدية على وصلات الألياف الضوئية والكابلات النحاسية، وتوجد لديها عادةً مشكلات مثل طول دورة النشر وتعقيد عمليات التشغيل والصيانة وكثرة نقاط الأعطال. تعتمد scaleX40 على بنية توصيل لاسلكي من مستوى “وصلة متعامدة” (orthogonal) على مستوى 1 (一级互连)، ما يحقق توصيلًا مباشرًا قابسًا بين عقد الحوسبة وعقد التبديل من جذورها، ليزيل من الأساس خسائر الأداء الناتجة عن الكابلات ومخاطر التشغيل والصيانة.

تتكامل scaleX40 في عقدة مفردة تضم 40 بطاقة GPU، وتبلغ القدرة الإجمالية للحوسبة أكثر من 28PFlops، وتبلغ إجمالي ذاكرة HBM المعروضة (السعة) أكثر من 5TB، ويبلغ إجمالي عرض نطاق الوصول إلى الذاكرة أكثر من 80TB/s، لتكوين وحدة حوسبة عالية الكثافة تلبي احتياجات تدريب واستدلال نماذج كبيرة بعدة تريليونات من المعلمات.

صرح لي بين، نائب الرئيس التنفيذي الأعلى لدى شركة中科曙光، بأن معنى scaleX40 لا يقتصر على تحسين الأداء فحسب، بل أيضًا على إعادة بناء منطق تسليم/تقديم قدرات الحوسبة، ودفع قدرات الحوسبة من “بناء هندسي” إلى “تقديم قائم على المنتج”، بما يؤدي إلى خفض كبير في عتبة استخدام الحوسبة الراقية وتكلفة التنفيذ.

وعلى مستوى الصناعة، في 29 مارس، تم إصدار《الورقة البيضاء لنظام تقنيات العقد الفائق》 (ويُشار إليها فيما يلي بـ “الورقة البيضاء”) رسميًا، وذلك من خلال قيام مختبر شنغهاي للذكاء الاصطناعي بالتعاون مع شركات في سلسلة صناعة AI من أعلى وأسفل، بما في ذلك 奇异摩尔 (Qiyi Moer) و沐曦 (Muxi) و阶跃星辰 وغيرها. تهدف هذه الورقة إلى، عند تحقيق نشر واسع النطاق للعقد الفائق، معالجة نقاط الألم الرئيسية مثل صعوبة التعاون غير المتجانس، وضعف كفاءة جدولة العمل عبر المجالات (cross-domain scheduling)، وتعقيد نشر الحلول على المستوى الهندسي، وتقديم إرشاد نظري من منظور تطبيقات الصناعة العملية.

ترى 奇异摩尔 أن قيمة العقد الفائق في المستقبل ستنعكس أكثر في ما إذا كان يمكن تنظيم موارد الحوسبة والتخزين والترابط والجدولة وموارد وقت التشغيل (runtime) في وحدة نظام متكاملة متعاونة، والحفاظ على نطاق ترددي مرتفع وزمن استجابة منخفض وكفاءة استخدام عالية وإمكانية توسع مستدامة على نطاق أكبر. ولن تعد العقد الفائقة مجرد “تركيبة لمزيد من شرائح التسريع”، بل ستكون وحدة معمارية جديدة تحدد ما إذا كان النظام قادرًا على الحفاظ على تعاون فعّال في ظل شروط واسعة النطاق.

(المحرر المسؤول: دونغ بينغ بينغ )

     【إخلاء المسؤولية】هذا المقال يعبر فقط عن آراء المؤلف الشخصية، ولا علاقة له بشركة Hexun. يحافظ موقع Hexun على موقف محايد تجاه ما ورد في المقال من تصريحات وتقييمات للأفكار. ولا يقدم الموقع أي ضمان صريح أو ضمني بخصوص دقة أو موثوقية أو اكتمال المحتوى الوارد. يرجى من القرّاء اعتبار ما سبق مجرد مرجع، ويتحملون مسؤوليتهم الكاملة بأنفسهم. البريد الإلكتروني: news_center@staff.hexun.com

الإبلاغ