عند مناقشة أشباه الموصلات في الماضي، كان الاهتمام يركز دائمًا على التقنيات الأمامية: عقد المعالجة، والترانزستورات، والطباعة الحجرية بالأشعة فوق البنفسجية.ولكن مع دخول قوة حوسبة الذكاء الاصطناعي مرحلة النشر على نطاق واسع، ظهر تحول واضح.

ما يحد حقًا من أداء النظام لم يعد قوة الحوسبة الخام، ولكن كيف تتحرك البيانات.

على هذه الخلفية، يقدم التقرير نظرة ثاقبة: بدءًا من CoWoS إلى ضوئيات السيليكون، ومن التوصيل الكهربائي إلى التوصيل البصري، ومن Chiplet إلى التكامل ثلاثي الأبعاد، تشهد الصناعة بأكملها عملية إعادة توجيه أساسية.

لم تعد التعبئة والتغليف خطوة تجميع نهائية، بل أصبحت العامل الأساسي الذي يحدد حدود الأداء.لم تعد المواد تدعم المكونات؛فهي تشكل عرض النطاق الترددي وكفاءة الطاقة وحتى العائد بشكل مباشر.

في جملة واحدة: لقد تحولت المنافسة في مجال أشباه الموصلات في عصر الذكاء الاصطناعي من "من لديه ترانزستورات أفضل" إلى "من يدمج الأنظمة بشكل أفضل".

الرسالة الأساسية للتقرير

يعمل عصر الذكاء الاصطناعي على إعادة توجيه المنافسة في مجال أشباه الموصلات من الترانزستورات وتكنولوجيا المعالجة نحو إعادة البناء على مستوى النظام مدفوعًا بالتعبئة المتقدمة والربط البصري وابتكار المواد.

التحول القائم على الذكاء الاصطناعي: يصبح التغليف جوهر الأداء الجديد

يبدأ التقرير بإعلان واضح:

• سيكون الذكاء الاصطناعي ونماذج اللغات الكبيرة ومراكز البيانات أكبر المحركات خلال العقد المقبل
• لقد تطور نمو أشباه الموصلات من الطلب على الحوسبة إلى الطلب على الأداء على مستوى النظام

التحول الرئيسي: لم يعد أداء الشريحة يعتمد على الترانزستورات وحدها. يحدد التغليف الآن سقف أداء أنظمة الذكاء الاصطناعي.

CoWoS + المحرك البصري: التوصيل الكهربائي يصل إلى الحدود، وتتولى البصريات المهمة

ضمن بنية CoWoS: تم دمج محركات HBM وGPU والمحركات الضوئية في حزمة واحدة. تبدأ المحركات الضوئية في استبدال وصلات SerDes القائمة على النحاس، خفض استهلاك الطاقة بشكل كبير (بيجوال/بت) وزمن الوصول (مقياس النانو ثانية).

التغيير الأساسي: يتحول عنق الزجاجة من الأداء الكهربائي إلى التقارب الإلكتروني البصري. يتحرك التوصيل البيني البصري داخل الحزمة، وليس فقط على مستوى الوحدة.

خارطة طريق الضوئيات السيليكون: من الوحدات النمطية إلى CPO والإدخال/الإخراج البصري

تكشف خارطة الطريق عن تطور واضح:

• 2025: وحدات بصرية 1.6T (خارجية)
• 2026-2027: نشر CPO في المحولات ومجموعات الذكاء الاصطناعي
• 2028+: الإدخال/الإخراج البصري مدمج مباشرةً في حزم وحدة معالجة الرسومات/وحدة المعالجة المركزية

ثلاثة آثار رئيسية: - ينتقل التوصيل البيني البصري من خارج اللوحة إلى داخلها إلى داخل العبوة - مقياس النطاق الترددي من 1.6T إلى 12.8T+ - أصبحت البصريات جزءًا من وحدات الإدخال/الإخراج الأساسية للرقاقة، وليس فقط الأجهزة الطرفية

المواد: الأساس الخفي للميزة التنافسية

وهذا هو المنطق الأساسي الأكثر أهمية للتقرير.

التأثيرات المادية الرئيسية: - تحدد مواد RDL (PSPI) سلامة الطاقة وسلامة الإشارة - تحدد المواد اللاصقة الضوئية فوق البنفسجية دقة الاقتران وموثوقيتها - أصبحت المواد منخفضة الانكماش والانكماش وعالية الشفافية ضرورية - تؤثر العدسات الدقيقة وFAU والمواد اللاصقة بشكل مباشر على كفاءة الاقتران البصري

لقد تطورت المواد من المكونات الداعمة إلى تحديد أداء النظام والعائد، وخاصة في الترابط الهجين، والاقتران البصري، والإدارة الحرارية.

نهاية اللعبة: التكامل غير المتجانس على مستوى النظام

ويحدد التقرير المنصة المستقبلية: جهاز متطور + تغليف متطور + تكامل غير متجانس + شرائح + إدخال/إخراج بصري + مواد جديدة

الرؤية النهائية: Chiplet + 3D IC + ضوئيات السيليكون + التغليف المتقدم = منصة حوسبة من الجيل التالي

ولا تزال هناك عقبتان أساسيتان: - الإدارة الحرارية - تحجيم عرض النطاق الترددي

الاستنتاج

تتطور عمليات التغليف المتقدمة من "ربط الرقائق" إلى "إعادة تعريف أنظمة الحوسبة". أصبحت المواد والترابط البصري هي المتغيرات الأساسية التي تحدد كثافة الحوسبة في عصر الذكاء الاصطناعي.