Era kekuatan komputasi besar AI, para pesaing bersaing memperebutkan posisi. Industri chip domestik melakukan multiple serangan secara paralel untuk mempercepat dan memperkuat terobosan

Berita Harian Sekuritas Wartawan Wang Yiming

Kekuatan AI menjadi titik awal dalam merombak industri chip.

Dalam beberapa tahun terakhir, karena perlambatan Hukum Moore dan performa satu chip yang sulit memenuhi kebutuhan ledakan daya komputasi, industri global telah mengembangkan dua jalur utama untuk keluar dari kebuntuan: kemasan canggih dan integrasi sistem super-node. Dalam konteks ini, seluruh rantai industri chip domestik, termasuk EDA (otomatisasi desain elektronik), kemasan canggih, peralatan semikonduktor, dan teknologi interkoneksi berkecepatan tinggi, semakin mempercepat penataan di bidang kekuatan komputasi AI.

Mengenai tren industri domestik, Direktur Departemen Riset Xinmou, Wang Xiaolong, mengatakan kepada wartawan Sekuritas Harian bahwa seiring dengan kemajuan strategi kendali mandiri industri semikonduktor di China, meskipun proses manufaktur tertentu terbatas, rantai industri dalam negeri masih dapat menempuh jalur pengembangan semikonduktor khas China melalui “proses yang sesuai + kemasan canggih + optimisasi sistem dan ekosistem,” yang diharapkan dapat mengurangi kelemahan struktural dan risiko sistemik yang dihadapi China dalam kompetisi industri AI dan komputasi canggih yang baru.

Persaingan EDA Beralih ke Integrasi Sistem Tingkat Sistem

Sebagai bagian paling atas dari industri chip, para profesional EDA sangat merasakan tren rekonstruksi desain chip berbasis AI.

“Dari multi-chip hingga super-node, kompleksitas tingkat sistem belum pernah terjadi sebelumnya. Di bidang perangkat keras AI, pelanggan tidak lagi menghadapi tantangan desain chip tunggal, melainkan risiko sistemik yang disebabkan oleh kemasan Chiplet yang maju, integrasi heterogen, penyimpanan bandwidth tinggi, interkoneksi super cepat, jaringan daya yang efisien, dan arsitektur pusat data AI. Ini termasuk overheating akibat sirkulasi panas yang tidak memadai, yang menyebabkan deformasi perangkat; cacat desain jaringan daya yang menyebabkan sambungan kemasan meleleh di beban tinggi; dan kurangnya pandangan pengelolaan sinyal tingkat sistem, yang menyebabkan chip senilai puluhan juta dolar tidak dapat menyala setelah perakitan.” Kata pendiri dan ketua dewan direksi Xinhe Semiconductor, Ling Feng, dalam sebuah konferensi peluncuran baru-baru ini.

Ling Feng menegaskan bahwa untuk mengatasi masalah tersebut, produsen EDA perlu menanamkan konsep “integrasi dan kolaborasi tingkat sistem (STCO),” dalam desain kolaboratif di bidang komputasi, jaringan, pasokan daya, pendinginan, dan arsitektur sistem.

Tiga raksasa EDA global telah membuktikan tren industri melalui akuisisi besar-besaran. Pada tahun 2025, Xilinx akan mengakuisisi Ansys, perusahaan simulasi EDA terbesar di dunia, dengan nilai 35 miliar dolar AS, melengkapi kemampuan simulasi multi-fisika, dan memperkuat analisis seluruh rantai mulai dari chip hingga sistem.

Produsen chip AI domestik juga aktif dalam penataan ekosistem dan investasi. Suncity Co., Ltd. baru-baru ini, di forum SEMICON, memperkenalkan bahwa mereka membangun rangkaian produk GPU lengkap berbasis arsitektur mandiri yang mencakup berbagai skenario seperti pelatihan AI, inferensi, rendering grafis, dan kecerdasan ilmiah. Software stack yang dikembangkan sendiri sepenuhnya kompatibel dengan ekosistem utama dan aktif mendorong pembangunan ekosistem sumber terbuka.

Menurut Wang Xiaolong, ekosistem perangkat lunak yang baik sangat penting untuk meningkatkan efisiensi penggunaan perangkat keras, yang akan mempercepat proses dari “penggantian yang dapat digunakan” menjadi “mandiri dan mudah digunakan” dalam chip AI domestik. Contohnya, keberhasilan model besar seperti DeepSeek dan Qianwen di balik keberhasilan model besar domestik, didukung oleh peningkatan efisiensi penggunaan chip AI domestik secara signifikan.

Teknologi Penyambungan Hibrida untuk Meningkatkan Inti Kekuatan Komputasi

Di tingkat perangkat keras, dalam era kekuatan komputasi besar AI, ketika satu chip menghadapi tiga hambatan utama: konsumsi daya, ukuran, dan tingkat keberhasilan produksi, kemasan canggih telah menjadi “Hukum Moore” baru. Sebagai contoh, CoWoS dari TSMC, setiap generasi mengintegrasikan lebih banyak GPU, HBM (memori bandwidth tinggi), dan interkoneksi yang lebih kuat. Saat ini, termasuk Nvidia dan AMD, para raksasa chip AI telah menggunakan teknologi kemasan canggih untuk meningkatkan kekuatan komputasi chip AI mereka secara lintas level.

Dalam forum SEMICON tahun ini, Guo Xiaochao, Direktur Pemasaran di Wuhan Xinxin Integrated Circuit Co., Ltd., membahas tren terbaru industri. Ia menunjukkan bahwa pasar kemasan canggih, terutama di bidang 2.5D/3D, sedang berkembang pesat. Solusi utama industri telah berkembang dari CoWoS-S ke CoWoS-L, SoW, dan 3.5D XDSiP, dengan skala integrasi yang terus membesar. Penyambungan hibrida adalah kunci untuk mencapai interkoneksi padat tinggi dan merupakan teknologi inti untuk meningkatkan kekuatan komputasi, yang tidak hanya membutuhkan terobosan proses, tetapi juga metodologi desain, bahan, dan peralatan yang bekerja sama.

Di tingkat peralatan domestik, North China Innovation baru-baru ini meluncurkan perangkat penyambungan hibrida wafer-chip (D2W) untuk chip 12 inci. Perangkat ini fokus pada aplikasi integrasi 3D seperti SoC, HBM, dan Chiplet, menembus batasan utama seperti pengambilan chip ultra-tipis tanpa kerusakan, penyelarasan presisi tinggi nanometer, dan penyambungan berkualitas tinggi tanpa rongga. Hal ini mencapai keseimbangan yang lebih baik antara presisi penyelarasan chip nanometer dan kapasitas penyambungan cepat, menjadi perusahaan domestik pertama yang menyelesaikan verifikasi proses perangkat D2W.

Toko Tuo Jing juga meluncurkan seri IC 3D di forum SEMICON, termasuk produk baru seperti penyambungan lebur dan pelepasan laser, dengan fokus pada integrasi heterogen Chiplet, tumpukan tiga dimensi, dan aplikasi HBM.

Dalam beberapa tahun terakhir, perangkat penyambungan hibrida telah menjadi bidang tercepat pertumbuhannya dalam peralatan semikonduktor. Menurut perusahaan konsultan pasar Yole, pasar globalnya diperkirakan akan melebihi 1,7 miliar dolar AS pada tahun 2030, dengan tingkat pertumbuhan tahunan gabungan (CAGR) hingga 21% untuk perangkat D2W.

Namun, para pemimpin perusahaan peralatan besar juga menunjukkan bahwa meskipun pasar perangkat penyambungan hibrida berkembang pesat, tantangan seperti presisi penyelarasan, lingkungan bersih, dan toleransi terhadap deformasi masih ada. Selain itu, pilihan bahan antarmuka berbeda tergantung aplikasi, seperti kombinasi bahan dielektrik SiCN (material amorf) dan tembaga, yang masing-masing memiliki keunggulan dan kelemahan. Morphologi permukaan, kontrol partikel, dan deformasi wafer secara langsung mempengaruhi tingkat keberhasilan penyambungan. Kolaborasi industri sangat penting untuk keberhasilan integrasi tiga dimensi.

Laporan Putih Sistem Teknologi Super-Node Diluncurkan

Salah satu jalur keluar lain untuk memperbesar kapasitas kekuatan komputasi AI adalah melalui integrasi sistem super-node, yang menghubungkan unit komputasi dari node tunggal dan super-node kabinet (ratusan chip AI) ke tingkat kluster (puluhan juta chip AI) melalui teknologi interkoneksi berkecepatan tinggi. Penggabungan super-node dan kemasan canggih menghasilkan “superkomputer” yang terdiri dari banyak chip AI, HBM, jaringan interkoneksi berkecepatan tinggi, dan sistem pendingin cair.

Perusahaan besar domestik juga melakukan inovasi dan implementasi di bidang super-node. Pada 26 Maret, Sugon, perusahaan teknologi China, meluncurkan super-node wireless box-scaleX40 di forum Zhongguancun. Biasanya, super-node tradisional bergantung pada interkoneksi serat optik dan kabel tembaga, yang memiliki kekurangan seperti waktu implementasi yang lama, kompleksitas pemeliharaan tinggi, dan banyak titik kegagalan. scaleX40 menggunakan arsitektur interkoneksi wireless orthogonal tingkat satu, memungkinkan node komputasi dan node pertukaran langsung terhubung, menghilangkan kerugian performa dan risiko pemeliharaan yang disebabkan kabel.

Satu node scaleX40 mengintegrasikan 40 GPU, dengan total kekuatan lebih dari 28 PFlops, memori HBM lebih dari 5TB, bandwidth memori lebih dari 80TB/s, membentuk unit kekuatan komputasi padat yang memenuhi kebutuhan pelatihan dan inferensi model besar dengan triliunan parameter.

Li Bin, Wakil Presiden Senior Sugon, menyatakan bahwa arti dari scaleX40 tidak hanya peningkatan performa, tetapi juga merevolusi logika penyampaian kekuatan komputasi, mendorong kekuatan komputasi dari “pembangunan rekayasa” ke “penyediaan produk,” secara signifikan menurunkan hambatan penggunaan dan biaya implementasi kekuatan komputasi tingkat tinggi.

Secara industri, pada 29 Maret, Laboratorium Kecerdasan Buatan Shanghai bersama dengan perusahaan AI dari rantai industri seperti Strange Mo, Muxi, dan Jieyue Xingchen merilis secara resmi “Laporan Putih Sistem Teknologi Super-Node,” yang bertujuan untuk mendukung penerapan skala besar super-node, mengatasi tantangan utama seperti kolaborasi heterogen yang sulit, efisiensi penjadwalan lintas domain yang rendah, dan kompleksitas deployment rekayasa, serta menyediakan panduan teoretis dari sisi praktik industri.

Strange Mo berpendapat bahwa nilai masa depan super-node akan lebih banyak tergantung pada kemampuannya untuk mengorganisasi sumber daya komputasi, penyimpanan, interkoneksi, penjadwalan, dan runtime menjadi unit sistem yang terkoordinasi secara terpadu, dan mempertahankan bandwidth tinggi, latensi rendah, tingkat pemanfaatan tinggi, serta kemampuan ekspansi berkelanjutan dalam skala besar. Super-node tidak lagi sekadar “gabungan chip akselerasi lebih banyak,” tetapi sebagai unit arsitektur baru yang menentukan apakah sistem dapat mempertahankan kolaborasi efektif dalam skala besar.