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

يُعدّ الحوسبة بالذكاء الاصطناعي نقطة الانطلاق لإعادة تشكيل صناعة الرقائق.

خلال السنوات الأخيرة، وبسبب تباطؤ قانون مور وصعوبة تلبية أداء الرقاقة الواحدة للطلب المتفجر على الحوسبة، تطورت سلاسل الصناعة في جميع أنحاء العالم إلى مسارين رئيسيين للاختراق: التغليف المتقدم والتكامل بنظام “عُقدة فائقة”. وضمن هذا السياق، تُسرّع جميع حلقات سلسلة صناعة الرقائق المحلية، بما في ذلك EDA والتغليف المتقدم ومعدات أشباه الموصلات والاتصالات عالية السرعة، خطط التموضع في مجال الحوسبة الخاصة بالذكاء الاصطناعي.

وفي حديثه عن اتجاهات الصناعة داخل الصين، قال وانغ شياولونغ، مدير قسم الشركات في شركة تشيمو للأبحاث، لمراسل صحيفة Securities Times إنّه مع التقدم العميق لاستراتيجية بلادي في الاستقلالية والتحكم الذاتي لصناعة أشباه الموصلات، ورغم أن تكنولوجيا العمليات قد تكون محدودة إلى حد ما، فإن سلسلة الصناعة المحلية ما زالت قادرة على الخروج من مسار تنمية لأشباه الموصلات بخصائص صينية عبر “عمليات بدرجة مناسبة + تغليف متقدم + تحسين النظام والنظام البيئي”، ما قد يقلل من أوجه الضعف البنيوية والمخاطر المنهجية التي تواجهها الصين في المنافسة على الجولات الجديدة من صناعة الذكاء الاصطناعي والحوسبة المتقدمة.

تحوّل المنافسة في EDA نحو التكامل على مستوى النظام

بصفته يقع في أعلى سلسلة صناعة الرقائق، يشعر العاملون في مجال EDA بعمق بالاتجاه القائل بإعادة تشكيل تصميم شرائح الذكاء الاصطناعي.

“من رقائق متعددة الخلايا إلى عقدة فائقة، أصبحت التعقيدات على مستوى النظام غير مسبوقة. وفي مجال أجهزة الذكاء الاصطناعي، لم يعد التحدي الذي يواجه العملاء هو تصميم شريحة واحدة فقط، بل المخاطر المنهجية التي تنشأ عن التغليف المتقدم للـ Chiplet والتكامل غير المتجانس والذاكرة عالية النطاق الترددي والاتصالات فائقة السرعة وشبكات الطاقة عالية الكفاءة وبنية مراكز بيانات الذكاء الاصطناعي. ويشمل ذلك: مشكلات مثل ارتفاع حرارة الجهاز بالكامل وتحدبه نتيجة عدم كفاية مراعاة التبريد؛ وعيوب تصميم شبكة الطاقة التي تؤدي إلى انصهار وصلات التغليف تحت أحمال عالية؛ ونقص منظور إدارة الإشارات على مستوى النظام، ما يؤدي إلى عدم القدرة على تشغيل شريحة بقيمة عشرات الملايين من الدولارات بعد التجميع” — قال لينغ فنغ، مؤسس ورئيس مجلس إدارة شركة Xinhe للـ Semiconductor، في مؤتمر إطلاق في الآونة الأخيرة.

وأشار لينغ فنغ إلى أنه لمعالجة المشكلات المذكورة أعلاه، يحتاج مورّدو EDA إلى ترسيخ مفهوم “التكامل والتعاون على مستوى النظام (STCO)”، وتحقيق تصميم متعاون عبر الحوسبة والشبكات وتوفير الطاقة والتبريد وبنية النظام.

لقد ثبّت كبار شركات EDA الثلاثة عالميًا اتجاه الصناعة من خلال عمليات استحواذ بمبالغ ضخمة. في عام 2025، استحوذت شركة Synopsys على شركة Ansys، وهي أكبر شركة محاكاة EDA في العالم بقيمة 35 مليار دولار، لتعويض قدرات محاكاة المجالات متعددة الفيزياء، وتعزيز قدرات التحليل الشامل من الشريحة حتى النظام.

كما يواصل مصنعو شرائح الذكاء الاصطناعي داخل الصين توسيع التموضع والاستثمار على مستوى النظام البيئي. ففي منتدى SEMICON، قدم صن غوليانغ، نائب الرئيس التنفيذي الأول والرئيس التنفيذي للمنتجات لدى شركة Muxi، عرضًا مؤخرًا أوضح فيه أن Muxi تبني مصفوفة منتجات GPU كاملة ضمن بنية موحدة يتم تطويرها ذاتيًا، تغطي سيناريوهات التدريب والاستدلال للذكاء الاصطناعي، ورسم الرسوميات، والذكاء العلمي، وغيرها، كما توفر مكدس برمجيات مطور ذاتيًا متوافقًا بالكامل مع النظام البيئي السائد، وتدفع بنشاط لبناء نظام بيئي مفتوح المصدر.

ومن وجهة نظر وانغ شياولونغ، فإن النظام البيئي البرمجي الجيد يعد حاسمًا لرفع كفاءة استخدام العتاد، ما يسرّع انتقال شرائح الذكاء الاصطناعي المحلية من “بديل يمكن استخدامه” إلى “اختيار مستقل ومحبوب للاستخدام”. فمثلًا، وراء انتشار النماذج الكبيرة المحلية مثل DeepSeek وQianwen تكمن الزيادة الكبيرة في كفاءة استخدام شرائح الذكاء الاصطناعي المحلية.

تُعزز الوصلات الهجينة قدرة الحوسبة كأهم تقنية جوهرية

在 مستوى العتاد، وفي عصر الحوسبة عالية القوة للذكاء الاصطناعي، وعندما تواجه الشريحة الواحدة ثلاث عنق الزجاجة من حيث استهلاك الطاقة والمساحة ومعدلات العائد، تصبح التغليفات المتقدمة هي “حامل قانون مور” الجديد. فعلى سبيل المثال، في CoWoS من TSMC، تقوم كل جيل بدمج المزيد من الـ GPU، وHBM أكبر، واتصالات أقوى. حاليًا، نجحت شركات عملاقة في مجال شرائح الذكاء الاصطناعي، بما في ذلك Nvidia وAMD، في تحقيق قفزات في قدرة حوسبة شرائح الذكاء الاصطناعي عبر فئات مختلفة باستخدام تقنيات التغليف المتقدم.

وفي منتدى SEMICON لهذا العام، تحدث غو شاوتشاو، مدير سوق أعمال خدمات التصنيع لدى شركة Wuhan Xinxin Integrated Circuit Co., Ltd.، عن أحدث اتجاهات الصناعة. وأشار إلى أن سوق التغليف المتقدم، وخاصة في مجالات 2.5D/3D، يتوسع بسرعة. وقد تطورت الحلول السائدة في الصناعة من CoWoS-S إلى CoWoS-L وSoW و3.5D XDSiP؛ مع استمرار اتساع أحجام التكامل. وتُعدّ الوصلات الهجينة مفتاح تحقيق ترابط عالي الكثافة، وهي أيضًا التقنية الجوهرية لرفع قدرة الحوسبة. وفي هذا السياق، لا يلزم فقط اختراقات في العمليات، بل يلزم كذلك تعاون مشترك في منهجيات التصميم والمواد والمعدات.

وعلى مستوى المعدات المحلية، أعلنت شركة BeiFang HuaChuang مؤخرًا عن جهاز وصلات هجينة (D2W) للرقائق مقاس 12 بوصة “شريحة إلى رقاقة” (D2W). ويُقال إن هذا الجهاز يركز على متطلبات قصوى لربط الشرائح عبر تطبيقات مجال تكامل 3D بالكامل مثل SoC وHBM وChiplet، ويحقق تحديات عمليات رئيسية مثل التقاط رقائق فائقة الرقة دون تلف على مستوى الميكرون، ومحاذاة فائقة الدقة على مستوى النانو، واللحام/الربط (التغليف) عالي الجودة المستقر دون فراغات (تجاويف). وبهذا، يحقق توازنًا أفضل بين دقة المحاذاة على مستوى النانو والقدرة الإنتاجية العالية للوصلات السريعة، ليصبح أول مورد محلي في الصين ينجز تحققًا لعمليات العميل لجهاز D2W للوصلات الهجينة.

كما طرحت شركة TongChuang Technology في منتدى SEMICON سلسلة 3D IC، وتغطي عدة منتجات جديدة مثل الوصل بالانصهار (molten bonding) والتقشير بالليزر، مع تركيز خاص على تطبيقات مرتبطة بتكامل Chiplet غير المتجانس والتكديس ثلاثي الأبعاد وHBM.

في السنوات الأخيرة، أصبحت معدات الوصلات الهجينة من أسرع القطاعات نموًا داخل معدات أشباه الموصلات. وقد تنبأت شركة استشارات السوق Yole بأنه بحلول عام 2030 ستتجاوز قيمة سوقها العالمي 1.7 مليار دولار، ومن المتوقع أن تبلغ نسبة النمو السنوي المركب لجهاز وصلات هجينة D2W نحو 21%.

ومع ذلك، أشار كذلك مسؤولون ذوو صلة من شركات معدات أشباه الموصلات الكبيرة إلى أن سوق معدات الوصلات الهجينة ينمو بسرعة، لكنه يواجه أيضًا تحديات مثل دقة المحاذاة والبيئة النظيفة وقابلية استيعاب الانحناء/الالتواء (翘曲) وحالات الاحتواء. وفي الوقت نفسه، تختلف اختيارات مواد الواجهة بين سيناريوهات تطبيق مختلفة لمعدات الوصلات الهجينة؛ فلكل مجموعة من مواد عازلة مثل SiCN (مواد غير متبلورة) مع النحاس مزايا وعيوب مختلفة. كما أن ملامح السطح والتحكم في حجم الجسيمات وانحناء الرقاقة تؤثر مباشرة على معدل العائد في الوصل. وتعتمد التكاملات ثلاثية الأبعاد على التعاون الوثيق من كامل سلسلة الصناعة.

نشر ورقة بيضاء لنظام تقنيات العقدة فائقة

مسار الاختراق الآخر لتوسيع قدرات الحوسبة بالذكاء الاصطناعي يتمثل في التكامل على مستوى نظام “عُقدة فائقة” عبر تقنيات الاتصالات عالية السرعة، بحيث يتم توسيع وحدات الحوسبة من عقدة واحدة وعقدة فائقة على مستوى الخزانة (أكثر من مئة شريحة AI) إلى عقدة فائقة على مستوى المجموعة (عشرات الملايين من شرائح AI). ويؤدي الجمع بين العقدة فائقة والتغليف المتقدم إلى ظهور “حاسوب فائق” يتكون من عدد كبير من شرائح AI وHBM وشبكات اتصالات عالية السرعة ونظام تبريد تبريد سائل.

كما حقق كبار المصنعين المحليين ابتكارات وتنفيذًا في مجال العقدة فائقة. ففي 26 مارس، قدمت شركة China? Zhan??? Light? — المعهد الصيني للحوسبة؟ — في المؤتمر السنوي لمنتدى Zhongguancun، أول عقدة فائقة لاسلكية على شكل صندوق كابلات من نوعها في العالم، scaleX40. ووفقًا للشرح، تعتمد العقدة فائقة التقليدية على ألياف بصرية وكابلات نحاسية للربط، وغالبًا ما تعاني من مشكلات مثل طول دورة التثبيت وتعقيد الصيانة وكثرة نقاط الأعطال. وتستخدم scaleX40 بنية ربط أولي للكابلات اللاسلكية المتعامدة، ما يتيح إدخالًا مباشرًا بين عقد الحوسبة وعقد التبديل، ويزيل من جذوره خسارة الأداء الناتجة عن الكابلات ومخاطر التشغيل والصيانة.

تدمج scaleX40 عقدة واحدة تضم 40 بطاقة GPU، بإجمالي قدرة حوسبة يتجاوز 28PFlops، وإجمالي ذاكرة HBM يتجاوز 5TB، وبإجمالي عرض نطاق للقراءة/الكتابة يتجاوز 80TB/s، لتشكيل وحدات حوسبة عالية الكثافة، بما يلبي احتياجات تدريب واستدلال النماذج الكبيرة ذات التريليون باراميتر.

وقال لي بين، نائب الرئيس التنفيذي الأول لدى شركة 中科曙光، إن معنى scaleX40 لا يقتصر على تحسين الأداء فحسب، بل يتمثل أيضًا في إعادة بناء منطق تسليم قدرات الحوسبة، ودفع قدرات الحوسبة من “البناء على المستوى الهندسي” إلى “توفير على مستوى المنتج”، بما يقلل بشكل كبير من عتبات استخدام قدرات الحوسبة المتقدمة وتكاليف تنفيذها.

وعلى مستوى الصناعة، في 29 مارس، تم إصدار “الكتاب الأبيض لنظام تقنيات العقدة فائقة” (ويشار إليه فيما بعد بـ“الكتاب الأبيض”) رسميًا، وقد تم إنجازه بشكل مشترك من مختبر شنغهاي للذكاء الاصطناعي بالتعاون مع شركات على جانبي سلسلة صناعة AI مثل 奇异摩尔 و沐曦 و阶跃星辰 وغيرها. ويهدف هذا الكتاب الأبيض إلى تيسير التطبيق واسع النطاق للعقدة فائقة، ومعالجة المشكلات الأساسية مثل صعوبة التنسيق غير المتجانس، وانخفاض كفاءة جدولة跨域، وتعقيد النشر على مستوى الهندسة، وذلك عبر تقديم إرشاد نظري من زاوية الممارسة الصناعية.

وترى 奇异摩尔 أن قيمة العقدة فائقة في المستقبل ستظهر أكثر في القدرة على تنظيم موارد الحوسبة والتخزين والترابط والجدولة ووقت التشغيل ضمن وحدة نظامية موحدة ومتعاونة، مع الحفاظ على قدرة عالية على عرض النطاق، وانخفاض الكمون، وكفاءة استخدام مرتفعة، وقابلية توسع مستدامة على نطاق أكبر. ولم تعد العقدة فائقة مجرد “تركيبة من المزيد من شرائح التسريع”، بل هي وحدة معمارية جديدة تحدد ما إذا كان النظام يمكنه الحفاظ على تعاون فعال تحت ظروف النطاق الكبير.

(المصدر: Securities Times)

كمّ هائل من المعلومات، وتفسير دقيق، متاح بالكامل عبر تطبيق Sina Finance