بقلم إدواردو بابتيستا وتشي بان

بكين، 29 مايو (رويترز) - إن مبدأ تصميم الرقائق الجديد لشركة هواوي، والذي يركز على تعزيز سرعة النقل بدلاً من الاستمرار في تصغير أشباه الموصلات، يوفر طريقاً للصين لبناء رقائق متطورة على الرغم من العقوبات الأمريكية، إلا أنه لا يزال من غير المؤكد ما إذا كان يمثل اختراقاً حقيقياً.

تم حظر الصين منذ عام 2019 من استيراد أحدث آلات الطباعة الحجرية بالأشعة فوق البنفسجية المتطرفة (EUV) من شركة ASML ، مما يحد من قدرة مصنعي الرقائق لديها على مواكبة الشركات العالمية الرائدة مثل شركة TSMC التايوانية في الاعتماد على عمليات تصنيع أصغر حجماً تجعل الرقائق أكثر قوة.

لعقود من الزمن، كانت صناعة أشباه الموصلات تخضع لقانون مور - وهو الملاحظة التي تفيد بأن عدد الترانزستورات على رقاقة دقيقة يتضاعف تقريبًا كل عامين.

كشفت شركة هواوي هذا الأسبوع عن نهج بديل: تقليل الوقت الذي تستغرقه الإشارات للانتقال عبر الرقائق وأنظمة الحوسبة الأكبر حجماً باستخدام مبدأ تسميه قانون تاو للقياس.

تهدف تقنيتها المركزية، LogicFolding، إلى ترتيب الدوائر المنطقية والتناظرية ودوائر الذاكرة في هياكل مكدسة ومترابطة بشكل أكثر إحكامًا، مما قد يؤدي إلى تحسين الكثافة والكفاءة وسرعات الساعة على مدى العقد القادم.

يرى المؤيدون ذلك كوسيلة لتمديد التقدم في مجال الرقائق الإلكترونية مع بدء تباطؤ التقدم في التصنيع.

"بالنسبة لشركة هواوي، تواجه الرقائق الإلكترونية قيدين رئيسيين. أحدهما هو أنه من المحتم أن يصطدم قانون مور بـ "جدار" مادي خلال العقد القادم"، هذا ما قاله هي تينغبو ، رئيس قسم أشباه الموصلات في شركة هواوي، لصحيفة الشعب اليومية الصينية هذا الأسبوع.

وقالت: "الأمر الآخر عرضي بسبب القيود الخارجية التي واجهتها هواوي والتي تمثل "الجدار" في وقت أبكر من نظيراتها"، في إشارة محتملة إلى العقوبات الأمريكية المفروضة على استيراد آلات EUV المتقدمة.

لكن آخرين يجادلون بأن تقليل زمن الوصول كان دائمًا جزءًا من تصميم أشباه الموصلات وأن العديد من الأفكار الأساسية تشبه العمل الحالي في التراص ثلاثي الأبعاد والتغليف المتقدم وتحسين النظام.

قال جينسن هوانغ، الرئيس التنفيذي لشركة إنفيديا (NVDA.O)، للصحفيين في تايبيه يوم الخميس: "هذا إنجازٌ هامٌ لشركة هواوي، لكنه لا يُشكّل تهديداً لشركة TSMC. تستخدم TSMC تقنية تكديس الرقائق والتغليف ثلاثي الأبعاد منذ ما يقارب عشر سنوات، ولذلك فإن تقنيتها متطورة للغاية".

أليس هذا مفهوماً جديداً؟

في سباق بناء أنظمة حوسبة أكثر قوة، تبنت صناعة الرقائق بالفعل تقنيات التغليف المتقدمة التي تقوم بتكديس الرقائق عموديًا.

لقد كانت شركة TSMC في طليعة الشركات بفضل تقنية التغليف الخاصة بها والتي تسمى SoIC، والتي تتيح دمج رقائق غير متجانسة بشكل أكثر إحكامًا لتقليل الحجم وتحسين الأداء.

كما تستخدم شركات تصنيع رقائق الذاكرة مثل SK Hynix 000660.KS و Samsung Electronics 005930.KS تقنيات التكديس والتغليف ثلاثية الأبعاد المتقدمة لإنتاج رقائق ذاكرة متعددة الطبقات، وهي مكون رئيسي لمجموعات شرائح الذكاء الاصطناعي، ولتحسين كفاءة الطاقة والأداء.

تعتقد شركة هواوي أن تقنية LogicFolding قد تتجاوز في الواقع التقنيات المستخدمة بشكل شائع في تكديس الدوائر المتكاملة ثلاثية الأبعاد، وذلك بفضل "تقسيم المسارات الحرجة للدوائر المنطقية بدقة وعناية فائقة عبر طبقات متعددة"، وفقًا لما ذكره لياو هينغ، كبير العلماء في شركة هواوي لأشباه الموصلات.

لكن محللي بيرنشتاين حذروا في مذكرة من أنه في حين أن تكديس طبقات متعددة من الرقائق يعزز كثافة الترانزستورات، فإنه يزيد أيضًا من كثافة الطاقة ويعرض الرقائق لخطر ارتفاع درجة حرارتها. وأضافوا أن إنتاجية التصنيع وتكاليفه ستشكل عائقًا آخر أمام اعتماد هذه التقنية.

تشير خارطة طريق هواوي نفسها أيضاً إلى هذه التحديات. وقال مسؤول في هواوي إن هذا النهج سيتطلب أدوات تصميم جديدة لأشباه الموصلات تتناسب مع بنى الرقائق المطوية، بالإضافة إلى طرق أفضل لإدارة الحرارة في الأجهزة التي تتراوح من الهواتف الذكية إلى مراكز بيانات الذكاء الاصطناعي الضخمة.

"إن منهجية عدم تحسين المساحة على مستوى الشريحة، ولكن على مستوى النظام بناءً على الوقت، ستغير بشكل كبير متطلبات القدرة لموردي أتمتة التصميم الإلكتروني (EDA)"، هذا ما قاله هاندل إتش جونز، الرئيس التنفيذي لشركة استراتيجيات الأعمال الدولية، خلال حلقة نقاش حول تاو سكيلينج يوم الثلاثاء.

تلعب برامج EDA السائدة التي تنتجها شركات مثل Cadence Design Systems CDNS.O و Synopsys SNPS.O دورًا حاسمًا في إنشاء مخططات لأجهزة أشباه الموصلات المتطورة.

الأنظار تتجه نحو رقائق الكيرين الجديدة

تركزت أكثر ادعاءات هواوي الملموسة على شريحة هاتف ذكي جديدة من نوع كيرين سيتم إطلاقها في وقت لاحق من هذا العام، والتي ستكون الأولى التي تستخدم بنية LogicFolding الخاصة بها.

قال هي من شركة هواوي في خطاب ألقاه يوم الاثنين، إن الشريحة الجديدة ستحسن كفاءة الطاقة بنسبة 41% مقارنة بتصميمها السابق أحادي الطبقة، وسترفع سرعة التشغيل القصوى للشريحة بنسبة 13% تقريبًا.

ستكون هذه الأرقام ذات أهمية بالغة إذا تحققت على نطاق تجاري. لكن هواوي لم تقدم معلومات عن إنتاجية التصنيع، أو مقارنات التكلفة، أو شرحاً واضحاً لكيفية مقارنة هذه المكاسب مع رقائق المنافسين المصنعة باستخدام تقنيات تصنيع أكثر تطوراً.
"لا يوجد شيء ملموس يمكن التحقق منه بشكل مستقل أو مقارنته باللاعبين الآخرين في الوقت الحالي"، هذا ما قاله ليان جي سو، كبير المحللين في شركة أبحاث التكنولوجيا أومديا.