Індекси PMI трьох компонентів одночасно зростають, попит на нову динаміку продовжує розширюватися

Газетний репортер «Securities Times» Ван Їмін

Інтелектуальні обчислювальні потужності на основі ШІ стають вихідною точкою для переосмислення індустрії чипів.

Останніми роками через уповільнення закону Мура та те, що продуктивності одного чипа стає недостатньо для вибухового попиту на обчислювальні потужності, у світовій промисловості сформувалися два шляхи прориву: просунуте пакування (advanced packaging) і системна інтеграція «супер-вузлів» (super node). На цьому тлі всі ланки вітчизняного ланцюга виробництва чипів, зокрема EDA (автоматизація проєктування електроніки), просунуте пакування, напівпровідникове обладнання та технології високошвидкісних з’єднань, дедалі швидше розміщують свої плани в галузі обчислювальних потужностей для ШІ.

Говорячи про тенденції внутрішньої індустрії, директор відділу підприємств компанії Cimin Research Ван Сяолунь повідомив репортеру «Securities Times»: у міру поглиблення стратегії самостійного й керованого напівпровідникового виробництва Китаю, хоча технологічні процеси певною мірою обмежені, вітчизняний ланцюг постачання все ще може прокласти шлях із китайською специфікою розвитку напівпровідників через «помірний технологічний процес + просунуте пакування + оптимізацію системи та екосистеми». Це, як очікується, зменшить структурні недоліки й системні ризики, з якими стикається Китай у новому раунді конкуренції в галузі ШІ та передових обчислень.

Конкуренція EDA переходить до системного рівня інтеграції

Як найбільш «верхня» ланка в індустрії чипів, фахівці з EDA дуже чітко відчувають тенденцію до переосмислення дизайну чипів під впливом ШІ.

«Від багатьох чиплетів до супер-вузлів — системна складність безпрецедентна. У сфері ШІ-апаратного забезпечення для клієнтів уже не стоїть завдання дизайну лише одного чипа. Натомість на перший план виходять системні ризики, спричинені Chiplet, просунутим пакуванням, гетерогенною інтеграцією, високошвидкісною пам’яттю з великим обсягом пропускної здатності, надшвидкісними взаємоз’єднаннями, ефективною мережевою електромережею живлення та архітектурою AI дата-центрів. Це включає ризики через недостатній облік тепловідведення, що призводить до перегріву й деформації всього комплекту; дефекти дизайну мережі живлення, які спричиняють спрацювання запобіжників у точках під’єднання пакування за високого навантаження; відсутність погляду на системне керування сигналами, через що мікросхемні пластини вартістю в десятки мільйонів доларів після складання не вдається ввімкнути тощо». Засновник і голова ради директорів компанії Xinhe Semiconductor (芯和半导体) Лін Фень заявив на днях на одній із пресконференцій.

Лін Фень зазначив, що для вирішення вищезгаданих проблем виробникам EDA потрібно закріпити концепцію «системної інтеграції та узгодженості (STCO)» — досягати узгодженого проєктування в обчисленнях, мережі, живленні, охолодженні та системній архітектурі.

Три глобальні гравці на ринку EDA вже підтвердили тенденцію, використовуючи значні фінансові кошти на злиття й поглинання. У 2025 році Synopsys (新思科技) придбала компанію Ansys — найбільшу у світі компанію з симуляційного EDA — за 35 мільярдів доларів США, доповнивши можливості багатофізичного польового моделювання та посиливши здатність до аналізу повного ланцюга від чипа до системи.

Вітчизняні виробники AI-чипів також активно розгортають і вкладаються в екосистемному рівні. У нещодавньому виступі на SEMICON форумі старший віцепрезидент і головний директор з продуктів компанії Muxi (沐曦股份) Сон Ґоолянь розповів, що компанія формує повну матрицю продуктів GPU на базі єдиної власної дослідної архітектури, охоплюючи сценарії AI-тренування, AI-виведення (inference), графічний рендеринг, науковий інтелект тощо. Паралельно власний програмний стек повністю сумісний із провідними екосистемами, а також активно просуває розвиток відкритої (open-source) екосистеми.

На думку Ван Сяолуна, розвинена програмна екосистема має критично важливе значення для підвищення ефективності використання апаратного забезпечення, що пришвидшить перехід вітчизняних AI-чипів від «просто придатних для заміни» до «по-справжньому зручних і самостійно добре придатних». Наприклад, за популярністю вийшли DeepSeek, Qianwen тощо вітчизняних моделей великого масштабу — за цим стоїть суттєве підвищення ефективності використання вітчизняними AI-чипами.

Гібридне бондування підвищує ключову технологію для обчислювальної потужності

На рівні апаратного забезпечення в епоху великих обчислювальних потужностей ШІ, коли один чип стикається з трьома головними «вузькими місцями» — енергоспоживання, площа та вихід придатних кристалів (yield), просунуте пакування стає новим «носієм закону Мура». Наприклад, у CoWoS від TSMC кожне покоління інтегрує більше GPU, більший HBM (високошвидкісну пам’ять з великою пропускною здатністю) та потужніші взаємоз’єднання. Наразі навіть гіганти AI-чипів, зокрема Nvidia та AMD, вже досягли підвищення класу обчислювальної потужності AI-чипів за рахунок технологій просунутого пакування.

На цьому році на SEMICON форумі Го Сяочао, директор з маркетингу бізнесу контрактного виробництва компанії Wuhan Xinxin Integrated Circuit Co., Ltd., говорив про найновіші тенденції індустрії. Він зазначив, що ринок просунутого пакування, особливо в галузі 2.5D/3D, швидко розширюється. Загальновживані рішення галузі еволюціонують від CoWoS-S до CoWoS-L, SoW та 3.5D XDSiP; масштаби інтеграції безперервно зростають. Гібридне бондування є ключем для досягнення високощільних взаємоз’єднань і водночас ключовою технологією для підвищення обчислювальної потужності. При цьому потрібні не лише прориви в технологічному процесі, а й співпраця в підходах до проєктування, матеріалах та обладнанні.

На рівні вітчизняного обладнання Beifang Huachuang (002371) нещодавно оприлюднила обладнання для гібридного бондування змішаним контактом на 12-дюймових пластинах (D2W). За відомостями, цей пристрій концентрується на граничних вимогах до взаємоз’єднань чипів у всьому спектрі застосувань 3D інтеграції, таких як SoC, HBM і Chiplet. Обладнання долає ключові технологічні виклики, зокрема беззбиткове підбирання надтонких чипів на рівні мікрометрів, надвисокоточне суміщення на нанорівні та високоякісне стабільне бондування без порожнин (voids). У результаті досягається більш оптимальний баланс між нанорівневою точністю суміщення чипа та продуктивністю високошвидкісного бондування, і компанія стала першою в Китаї, яка завершила верифікацію клієнтського технологічного процесу для обладнання D2W гібридного бондування.

Компания TUC (拓荆科技) також на SEMICON форумі представила лінійку 3D IC, що включає низку нових продуктів, зокрема плавке бондування (melting bonding) і лазерне відшарування (laser delamination). Ключовий фокус — на гетерогенній інтеграції Chiplet, тривимірному штабелюванні та пов’язаних застосуваннях для HBM.

Останніми роками обладнання для гібридного бондування стало одним із сегментів напівпровідникового обладнання з найвищими темпами зростання. Консалтингова компанія Yole прогнозує, що до 2030 року її глобальний ринковий розмір перевищить 1,7 мільярда доларів США, а річний складений темп зростання (CAGR) для обладнання D2W гібридного бондування, як очікується, може сягнути 21%.

Втім, відповідальні особи з компаній — виробників великого напівпровідникового обладнання також зазначили: хоча ринок обладнання для гібридного бондування зростає стрімко, він стикається й із викликами, зокрема точністю суміщення, потребою в чистому середовищі, можливими деформаціями та здатністю «вміщувати» викривлення. Крім того, різні сценарії застосування гібридного бондування відрізняються вибором матеріалів для інтерфейсу. Комбінації діелектричних матеріалів, таких як SiCN (аморфний матеріал), і міді мають свої переваги та недоліки. Зовнішній вигляд поверхні, контроль частинок і викривлення пластини безпосередньо впливають на вихід придатних до бондування. Тривимірна інтеграція залежить від тісної співпраці в масштабі індустрії.

Публікація White Paper про технічну систему супер-вузлів

Інший шлях прориву для нарощування ШІ-обчислень — системна інтеграція супер-вузлів. За допомогою технологій високошвидкісних взаємоз’єднань обчислювальні елементи від одиночного вузла та вузлів рівня стійки (сотні AI-чипів) розширюються до супер-вузлів рівня кластера (десятки мільйонів AI-чипів). Поєднання супер-вузлів із просунутим пакуванням народжує «суперкомп’ютер», що складається з великої кількості AI-чипів, HBM, високошвидкісної мережі взаємоз’єднань і системи рідинного охолодження та тепловідведення.

У сфері супер-вузлів вітчизняні великі заводи також демонструють інновації й практичне впровадження. 26 березня компанія Inspur? (中科曙光, 603019) на щорічній конференції форуму Zhongguancun (000931) представила перший у світі бездротовий супер-вузол типу «ящик для кабелів» — scaleX40. За описом, традиційні супер-вузли залежать від оптоволокна та мідних кабелів, і загалом мають такі болючі точки, як тривалі цикли розгортання, складність експлуатації й техобслуговування та велика кількість точок потенційних відмов. scaleX40 використовує архітектуру ортогональних бездротових кабельних з’єднань на першому рівні: обчислювальні вузли та комутуючі (обмінні) вузли з’єднуються безпосереднім вставлянням (plug-in) — що з кореня усуває втрати продуктивності та ризики техобслуговування, спричинені кабелями.

scaleX40 інтегрує 40 GPU в одному вузлі; загальна обчислювальна потужність перевищує 28 PFlops. Загальний обсяг пам’яті HBM перевищує 5 TB. Сукупна пропускна здатність для доступу до пам’яті перевищує 80 TB/s. У результаті формується блок високощільної обчислювальної потужності, що відповідає потребам тренування та виведення моделей великого масштабу з трильйонами параметрів.

Старший віцепрезидент Inspur (中科曙光) Лі Бінь зазначив, що значення scaleX40 полягає не лише у підвищенні продуктивності: ідеться про реконструкцію логіки постачання обчислювальних потужностей. Компанія прагне перевести обчислювальні потужності від «інженерної побудови» до «продуктного постачання», суттєво знижуючи поріг використання висококласних обчислювальних потужностей і витрати на впровадження.

На рівні індустрії 29 березня відбулася офіційна публікація «White Paper з технічної системи супер-вузлів» («Біла книга», 下称“白皮书”), яку спільно завершили Шанхайська лабораторія штучного інтелекту та підприємства з верхньої й нижньої ланок ланцюга AI-індустрії, зокрема Qiyimor (奇异摩尔), Muxi (沐曦) та Jietiao Xingchen (阶跃星辰). Ця «Біла книга» спрямована на масове впровадження супер-вузлів, вирішуючи ключові болючі точки, як-от складність гетерогенної координації (heterogeneous coordination), низька ефективність кросдоменного планування (cross-domain scheduling) та складність інженерного розгортання — і надає теоретичні орієнтири з позиції практики індустрії.

Qiyimor вважає, що майбутня цінність супер-вузлів виявлятиметься насамперед у тому, чи вдасться організувати обчислення, зберігання, взаємоз’єднання, планування та ресурси середовища виконання (runtime) у єдиний узгоджений системний модуль і підтримувати на більш великих масштабах високу пропускну здатність, низьку затримку, високу ефективність використання та можливості сталого розширення. Супер-вузол — це вже не просто «комбінація більшої кількості прискорювальних чипів», а новий архітектурний модуль, який визначає, чи може система залишатися ефективно узгодженою в умовах великомасштабності.

(Редактор: 董萍萍)

     【Відмова від відповідальності】Ця стаття відображає лише погляди її автора та не має відношення до Hexun.com. Сайт Hexun зберігає нейтральну позицію щодо тверджень, поглядів і суджень у тексті та не надає жодних явних чи неявних гарантій щодо точності, надійності або повноти будь-якого з наведених змістів. Будь ласка, читачі використовують інформацію лише як довідкову та несуть повну відповідальність самостійно. Електронна пошта: news_center@staff.hexun.com

Повідомити про порушення