Индексы PMI сразу выросли, спрос на новые движущие силы продолжает расширяться

Журналист «Сэцбэй» Ван Имин

ИИ-вычислительные мощности становятся первоосновой перестройки чиповой отрасли.

В последние годы, на фоне замедления закона Мура и того, что производительности одного чипа становится недостаточно для взрывного роста спроса на вычислительные мощности, в мировом промышленном сообществе сформировались два пути прорыва: передовая упаковка и интеграция суперузлов на системном уровне. На этом фоне на всех этапах цепочки отечественной индустрии чипов, включая EDA (автоматизацию электронного проектирования), передовую упаковку, полупроводниковое оборудование и технологии высокоскоростных межсоединений, ускоряется размещение мощностей и планирование в сфере ИИ-вычислительных мощностей.

Говоря о тенденциях внутри страны, директор по корпоративным исследованиям компании «Симюань» Ван Сяолунь сообщил журналисту «Сэцбэй», что по мере углубления в нашей стране стратегии автономного и управляемого развития полупроводников, хотя технологические нормы в определённой степени ограничены, отечественная цепочка поставок всё же может проложить путь в стиле «с китайской спецификой» за счёт «умеренного техпроцесса + передовой упаковки + оптимизации систем и экосистемы». Это, как ожидается, позволит снизить структурные недостатки и системные риски, с которыми наша страна столкнётся в конкуренции следующей волны ИИ и передовых вычислительных технологий.

Конкуренция EDA смещается в сторону системной интеграции

Будучи самым верхним уровнем в индустрии чипов, специалисты по EDA особенно остро ощущают тенденцию к перестройке чипового дизайна под воздействием ИИ.

«От многочиплетных решений до суперузлов: системная сложность невиданна. В области ИИ-железа клиенты сталкиваются уже не с задачей проектирования одного чипа, а с системными рисками, которые создают Chiplet продвинутая упаковка, гетерогенная интеграция, высокополосная память, сверхскоростные межсоединения, эффективные сети электропитания и архитектуры ИИ-вычислительных центров. Это включает случаи, когда из-за недостаточного учёта отвода тепла вся система перегревается и деформируется «на перекос»; когда дефекты в конструкции сети питания приводят к перегоранию/срабатыванию защиты в местах соединения упаковки при высокой нагрузке; когда из-за отсутствия перспективы системного управления сигналами десятки миллионов долларов, потраченные на тестовые пластины (обкатку), после сборки не удаётся «зажечь», и т. п.» — заявил основатель и председатель компании «Синьхэ полупроводники» Лин Фэн на одном из недавних брифингов.

Лин Фэн указал, что для решения перечисленных проблем производителям EDA нужно утвердить концепцию «системной интеграции и координации (STCO)», реализуя согласованное проектирование в вычислениях, сетях, электропитании, охлаждении и системной архитектуре.

Три глобальных лидера в EDA уже подтвердили отраслевую тенденцию, подкрепив её покупками за реальные деньги. В 2025 году Synopsys приобрела Ansys — крупнейшую в мире компанию в области симуляций EDA — за 35 млрд долларов США, дополнив возможности многополевого физического моделирования и усилив полный сквозной анализ от чипа до системы.

Отечественные производители ИИ-чипов также активно разворачивают и инвестируют в экосистемном аспекте. Старший вице-президент и главный продуктовый директор компании «Мусай» (沐曦股份) Сунь Голиан недавно на форуме SEMICON рассказал, что «Мусай» сформировала полный портфель продуктов GPU в рамках единой собственной исследовательской архитектуры, охватывающий сценарии ИИ-тренинга, инференса, графического рендеринга, научного интеллекта и т. д.; а также собственный софтстек полностью совместим с основными экосистемами и активно продвигает создание открытой экосистемы.

По мнению Ван Сяолуна, хорошо выстроенная программная экосистема критически важна для повышения эффективности использования аппаратного обеспечения, ускоряя тем самым процесс отечественных ИИ-чипов с «замены на пригодные к использованию» до «самостоятельно удобных». Например, за тем, что такие отечественные большие модели, как DeepSeek и Qianwen, вышли в широкую известность, стоит существенное повышение эффективности использования отечественных ИИ-чипов.

Улучшение вычислительной мощности за счёт гибридного бондинга — ключевая основная технология

На аппаратном уровне, в эпоху больших ИИ-вычислительных мощностей, когда один чип упирается в три основных узких места — энергопотребление, площадь и выход годных — передовая упаковка становится новым «носителем закона Мура». Например, в решениях TSMC CoWoS каждая новая итерация интегрирует больше GPU, больший HBM (память с высокой пропускной способностью) и более мощные межсоединения. На сегодняшний день такие гиганты ИИ-чипов, как NVIDIA и AMD, уже добились повышения вычислительной мощности ИИ-чипов «через уровни» благодаря технологиям передовой упаковки.

На форуме SEMICON в этом году рыночный директор по контрактному производству Wuhan XinXin Integrated Circuit Co., Ltd. Го Сяочао рассказал о последних отраслевых тенденциях. Он отметил, что рынок передовой упаковки, особенно в сегменте 2.5D/3D, быстро расширяется; отраслевые основные решения эволюционируют от CoWoS-S к CoWoS-L, SoW и 3.5D XDSiP; масштаб интеграции постоянно растёт. Гибридный бондинг — ключ к высокоплотным межсоединениям, а также ключевая основная технология для повышения вычислительной мощности: при этом, помимо технологических прорывов, нужны совместные усилия по методологиям проектирования, материалам и оборудованию.

На уровне отечественного оборудования компания «Бэйфан ХуаЧуан» (002371) недавно опубликовала оборудование для гибридного бондинга 12-дюймовых чипов на пластину (D2W). Сообщается, что данное оборудование ориентировано на экстремальные требования к межсоединениям чипов во всём спектре 3D-интеграций, включая SoC, HBM и Chiplet. Оно преодолело ключевые технологические вызовы, такие как бездефектный захват сверхтонких микронного уровня чипов, сверхвысокоточная совмещение нанометрового уровня и стабильный бондинг с высоким качеством без пустот, обеспечив более оптимальный баланс между точностью совмещения нанометрового уровня и производительностью высокоскоростного бондинга. В результате компания стала первым в стране производителем, завершившим клиентскую валидацию процесса для оборудования D2W гибридного бондинга.

«Топтик» (拓荆科技) также представила на форуме SEMICON серию 3D IC, охватывающую несколько новых продуктов, включая термоплавкий бондинг и лазерное стриппирование. Основной фокус — на применениях, связанных с гетерогенной интеграцией Chiplet, трёхмерной штабелировкой и HBM.

В последние годы оборудование для гибридного бондинга стало одним из сегментов полупроводникового оборудования с самым высоким темпом роста. По прогнозу Yole, консалтинговой компании по рынкам, к 2030 году мировой масштаб рынка превысит 1,7 млрд долларов США; при этом ожидаемый среднегодовой темп роста (CAGR) оборудования D2W гибридного бондинга, по прогнозам, может достигать 21%.

Однако руководители компаний-производителей крупного полупроводникового оборудования также отмечают: хотя рынок гибридного бондинг-оборудования растёт стремительно, он сталкивается и с такими вызовами, как точность совмещения, чистая среда, способность к допуску деформаций и упаковочная «компенсация» деформаций (翘曲包容) и т. п. Кроме того, в разных сценариях применения гибридного бондинга различается выбор материалов для интерфейса: у диэлектрических материалов, таких как SiCN (аморфный материал), в сочетании с медью есть свои плюсы и минусы; при этом форма поверхности, контроль частиц и деформация пластин напрямую влияют на выход бондинга. Трёхмерная интеграция зависит от тесного сотрудничества всей отрасли.

Опубликована белая книга по архитектурной системе суперузлов

Ещё один путь прорыва для наращивания ИИ-вычислительных мощностей — интеграция суперузлов на системном уровне: с помощью технологий высокоскоростных межсоединений вычислительные элементы расширяются от одноузловых и стоечного уровня суперузлов (сотни AI-чипов) до кластерного уровня суперузлов (десятки миллионов AI-чипов). Комбинация суперузлов и передовой упаковки рождает «суперкомпьютер», состоящий из множества AI-чипов, HBM, высокоскоростной сети межсоединений и систем жидкостного охлаждения и отвода тепла.

Крупные отечественные производители также демонстрируют инновации и внедрение в сфере суперузлов. 26 марта компания Inspur (中科曙光, 603019) на годовом собрании форума Zhongguancun (000931) представила первый в мире беспроводной суперузел формата «коробка с кабелями» scaleX40. Сообщается, что традиционные суперузлы зависят от оптоволоконных линий и медных кабельных межсоединений, и обычно имеют такие болезненные точки, как длительные сроки развертывания, высокая сложность эксплуатации и обслуживания, а также много точек возможных отказов. scaleX40 использует архитектуру ортогонального беспроводного кабельного уровня 1 (一级互连), реализуя прямое «вставление» вычислительных узлов и узлов коммутации; тем самым устраняется на корневом уровне потери производительности из-за кабелей и риски, связанные с эксплуатацией и обслуживанием.

scaleX40 интегрирует 40 GPU в одном узле; суммарная вычислительная мощность превышает 28 PFlops; общий объём памяти HBM — более 5 TB; суммарная пропускная способность доступа к памяти — более 80 TB/s. Формируются высокоплотные вычислительные блоки, отвечающие требованиям обучения и инференса для больших моделей с триллионами параметров.

Старший вице-президент Inspur Ли Бинь отметил, что значимость scaleX40 заключается не только в росте производительности: речь также о перестройке логики поставки вычислительных мощностей — от «инженерного строительства» к «продуктному предложению», что существенно снижает порог использования высококлассных вычислительных мощностей и стоимость внедрения.

На уровне отрасли 29 марта официально опубликована «Белая книга по технической архитектуре суперузлов» (далее — «Белая книга»), которую совместно завершили Шанхайская лаборатория по искусственному интеллекту, а также компании по всей цепочке AI-отрасли, включая Qiyi-Moer, «Мусай», Jiexun Xingchen и др. Белая книга нацелена на масштабируемое внедрение суперузлов: она должна решить ключевые болевые точки, такие как сложность гетерогенной координации, низкая эффективность кроссдоменного диспетчерирования и сложность инженерного развёртывания, предоставив теоретические ориентиры со стороны отраслевой практики.

Qiyi-Moer считает, что ценность будущих суперузлов будет проявляться в том, удаётся ли организовать вычисления, хранение, взаимосвязь, диспетчеризацию и ресурсы среды выполнения в единые согласованные системные блоки — и при этом поддерживать на больших масштабах высокую пропускную способность, низкую задержку, высокую эффективность использования и устойчивую расширяемость. Суперузел больше не просто «комбинация дополнительных ускорительных чипов», а новый архитектурный элемент, который определяет, сможет ли система при масштабных условиях сохранять эффективную согласованность.

(Редактор: Дун Пинпин)

     【Отказ от ответственности】Статья отражает только личные взгляды автора и не связана с «Hexun». Сайт «Hexun» сохраняет нейтралитет в отношении изложенных в тексте утверждений и оценок; он не даёт каких-либо явных или подразумеваемых гарантий относительно точности, надёжности или полноты содержания. Пожалуйста, читатели используйте материалы только в справочных целях и несите всю ответственность самостоятельно. Электронная почта: news_center@staff.hexun.com

Жалоба