معماری جدید – تولید تراشه در حال اصلاح است. اثرات گسترده خواهد بود کسب و کار


اوهژانویه 13TH خودروساز ژاپنی هوندا گفته است که لازم است کارخانه خود در سویندون ، شهری در جنوب انگلیس را برای مدتی تعطیل کند. نه به دلیل کارگران Brexit یا covid-19. دلیل آن کمبود تراشه کوچک بود. سایر شرکت های خودروسازی نیز رنج می برند. فولکس واگن که بیش از هر شرکت دیگری وسایل نقلیه تولید می کند ، گفت که در نتیجه این سه ماهه 100000 کاهش خواهد داشت. تقریباً مانند سایر موارد این روزها – از بانک ها گرفته تا ماشین های برداشت – ماشین ها بدون کامپیوتر کار نمی کنند.

صنعت تراشه در حال رونق است. سرمایه بازار شرکت های نیمه هادی ذکر شده در جهان بیش از 4 میلیارد دلار است که چهار برابر ارزش پنج سال پیش آنها است (نمودار 1 را در صفحه بعد ببینید). هنگامی که کار به صورت آنلاین انجام می شد و مصرف کنندگان برای کمک به سراغ بازی های ویدئویی و جریانی می روند ، در طی همه گیری covid-19 ، سهام تراشه سازان افزایش یافت.

این باعث موجی از معاملات شد. در ماه سپتامبر ، انویدیا ، تراشه های قدرتمندی را برای بازی ها و هوش مصنوعی طراحی کرد (هوش مصنوعی) گفت كه Arm ، شركت انگليسي كه نقشه هاي آن تقريباً در تمام تلفن هاي هوشمند مورد استفاده قرار مي گيرد ، به مبلغ 40 ميليارد دلار خريداري خواهد كرد. در ماه اکتبر AMD، که در حال برنامه ریزی برای گرافیک ها و تراشه های عمومی است ، یک مگالال دیگر را نیز اعلام کرده است – خرید Xilinx ، سازنده تراشه های قابل برنامه ریزی مجدد ، با قیمت 35 میلیارد دلار.

سمپاشی سیلیکونی

هزینه های سرمایه ای نیز در حال افزایش است. سامسونگ ، یک شرکت بزرگ کره جنوبی ، می خواهد بیش از 100 میلیارد دلار در طول ده سال در تجارت تراشه های خود سرمایه گذاری کند (اگرچه برخی از این هزینه ها به تراشه های حافظه آن که در مواردی مانند درایو های فلش ، و نه ریزپردازنده ها استفاده می شود) می رسد. در 14 ژانویه ، شرکت نیمه هادی تایوانی (TSMC) – که از طرف شرکتهایی مانند ترسیمات را به سیلیکون تبدیل می کند AMD و انویدیا – هنگامی که هزینه های برنامه ریزی شده سرمایه خود را برای پیش بینی تقاضای شدید از 17.2 میلیارد دلار به 28 میلیارد دلار افزایش داد ، بازارها را متحیر کرد. این یکی از بزرگترین بودجه های هر شرکت خصوصی در جهان است.

همه اینها در میان ادغام گرایش های اصلی که باعث چینش مجدد تولید تراشه می شوند ، اتفاق می افتد. در یک طرف ، این صنعت کندوی رقابت و نوآوری است. پروژه های تراشه تاسیس شده ، از جمله پروژه های AMD، انویدیا و اینتل ، بزرگترین سازنده تراشه در جهان ، توسط خلاقیت های جدید هدایت می شوند. غول های وب مانند آمازون و گوگل ، مشتریان بزرگ اپراتورهای فعلی ، در حال آماده سازی پروژه های خود هستند. تعدادی از شرکتهای نوپا که می خواهند از تقاضای سخت افزار متناسب با نیازهای آنها استفاده کنند ، به آنها ملحق می شوند هوش مصنوعی، شبکه ها یا سایر برنامه های تخصصی.

اگر این اتفاقات در انتهای دیگر – در کارخانه ها ، جایی که این ساختارها به مدارهای الکترونیکی حک شده بر روی قطعات سیلیکون تبدیل می شوند ، برای همه خبرهای صریح و خوبی باشد. هزینه ایجاد حباب در نتیجه پیشرفت فناوری بدان معناست که انفجار پروژه های تراشه تعداد زیادی از شرکت هایی را که قادر به تولید واقعی آنها هستند هدف قرار داده است (نمودار 2 را ببینید). فقط سه شرکت در جهان قادر به تولید پردازنده های پیشرفته هستند: اینتل ، TSMCخانه آن یک جزیره خطرناک برای زلزله است که چین ادعا می کند قلمرو آن است و سامسونگ کره جنوبی ، با یک همسایه استبدادی مسلح به هسته در شمال. انجمن صنعت نیمه هادی ، یک نهاد تجاری در ایالات متحده ، تخمین می زند که 80 درصد از ظرفیت تولید تراشه جهانی اکنون در آسیا است.

پیشتاز ممکن است به زودی به دو کاهش یابد. اینتل که 30 سال در صنعت پیشتاز بوده است ، زمین خورده است. در 18 ژانویه ، گزارش های خبری حاکی از آن بود که این شرکت (که قرار بود آخرین نتایج سه ماهه خود را در 21 ژانویه گزارش کند ، پس از آن اقتصاد دان برای چاپ رفت) ممکن است شروع به برون سپاری بخشی از تولید خود به TSMCکه از او جلوتر بود

و به نظر می رسد صنعت م foundسس اقتصاد جهانی با افزایش صدای طراحی و تولید فزاینده متمرکز ، قطبی بیشتر آماده شود. این معماری جدید پیامدهای گسترده ای برای سازندگان تراشه و مشتریان آنها دارد ، که امروزه تقریباً همه را شامل می شود.

با متنوع سازی شروع کنید. سالهاست كه شركتهای فن آوری از قفسه تراشه می خرند. اپل در سابقه 44 ساله خود ریز پردازنده های رایانه های رومیزی و لپ تاپ های خود را از MOS فناوری ، موتورولا ، IBMو سرانجام اینتل. به زودی پس از عرضه آیفون اصلی در سال 2007 ، این شرکت تصمیم گرفت این کار را خودش انجام دهد. تکرارهای بعدی تلفن های هوشمند از طراحی های خاص خود استفاده می کنند که ابتدا توسط سامسونگ و بعداً توسط آن تولید شده است TSMC. این رویکرد چنان موفقیت آمیز بود که در سال 2020 ، اپل اعلام کرد محصولات شخصی اینتل را در رایانه های مک ثابت خود جایگزین محصولات اینتل می کند.

دو سال قبل ، خدمات آمازون وب ، واحد رایانش ابری غول تجارت الکترونیکی ، جایگزینی برخی از تراشه های اینتل را در مراکز داده طراحی شده Graviton آغاز کرد. آمازون ادعا می کند که تراشه های آن تا 40٪ مقرون به صرفه تر از پردازنده های اینتل هستند. تقریباً در همان زمان ، گوگل شروع به ارائه واحد پردازش تنسور سفارشی خود کرد که برای تقویت طراحی شده است هوش مصنوعی محاسبات مشتریان خود را در ابر. بایدو ، یک غول جستجوگر چینی ، ادعا می کند که “Kunlun” است هوش مصنوعی تراشه ها از پیشنهادات انویدیا پیشی می گیرند. گفته می شود مایکروسافت ، سومین عضو پیروزی غربی در رایانش ابری ، روی پروژه های تراشه خود کار می کند.

استارت آپ های هوشمند در این زمینه برآورد میلیاردها دلار را ارائه می دهند. Cerebras ، یک شرکت طراحی آمریکایی هوش مصنوعی تراشه ، یکی از 1.2 میلیارد دلار برنده شده است. یک رقیب انگلیسی به نام Graphcore ، که با مایکروسافت همکاری می کند ، در دسامبر 2.8 میلیارد دلار ارزش داشت. در تاریخ 13 ژانویه ، کوالکام که بیشتر به تراشه های گوشی های هوشمند معروف است ، 1.4 میلیارد دلار برای Nuvia ، استارتاپی که توسط پیشکسوتان تیم طراحی تراشه داخلی اپل اداره می شود ، پرداخت کرد.

سیلیکون شخصی سازی شده یک پیشنهاد مد یک دهه پیش بود. تراشه های همه منظوره به لطف قانون مور به سرعت در حال بهبود هستند ، که بیان می کند تعداد اجزای قابل بسته بندی در تراشه سیلیکون باید هر دو سال یا دو برابر شود. امروزه مترونوم موریان در حال از هم پاشیدن است زیرا عجیب و غریب فیزیک بنیادی با اجزای اندازه گیری شده در نانومتر (میلیاردیمم متر) تداخل می کند. Linley Guenapp ، مدیر شرکت تحقیقاتی Linley Group ، می گوید که هر کنه تقریباً سه سال بیشتر از دو سال طول می کشد ، اما مزایای کمتری نسبت به قبل دارد.

این امر باعث دستیابی به موفقیت های جذاب تر به ویژه برای شرکت های بزرگ و عمودی می شود. هیچ کس بهتر از اپل نمی داند که تراشه های آن دقیقاً چگونه با بقیه سخت افزار و نرم افزار آیفون ارتباط برقرار می کنند. غول های رایانش ابری داده های زیادی در مورد دقیقاً نحوه استفاده از سخت افزار آنها دارند و می توانند طراحی آنها را متناسب با یکدیگر تغییر دهند.

و اگرچه ایجاد تراشه های شخصی خود به معنای ساختن تراشه ها بود ، اما این درست نیست. امروزه ، بیشتر طراحان فرایند تولید را به متخصصانی مانند TSMC یا GlobalFoundries ، یک شرکت آمریکایی است. حذف نیاز به داشتن کارخانه ها به شدت هزینه ها را کاهش می دهد. انبوهی از ابزارهای خودکار روند را صاف می کند. “این به سادگی طراحی سفارش نیست تیEtsy ، می گوید McAlm Penn ، مدیر Future Horizons ، تحلیلگر دیگر صنعت تراشه ها. اما این دور از دنیا نیست.

اگرچه اکنون طراحی تراشه ها از همیشه آسان تر است ، اما ساخت آنها هرگز دشوارتر نبوده است. برای کنار آمدن با قانون مور ، در عین کم شدن سرعت ، مبالغ هنگفت – و در حال رشد – برای کارخانه های پر از تجهیزات فوق مدرن مورد نیاز است: یک کیت اچ پلاسما ، دستگاه های ذخیره پول و یک دستگاه لیتوگرافی 180 تنی با به اندازه یک خانه اتوبوس دو طبقه. پس از کاهش به عنوان سهم کل درآمد ، هزینه سرمایه صنعت تراشه دوباره افزایش یافت (نمودار 3 را ببینید). به طور مطلق ، قیمت “کارخانه های” با فن آوری بالا ، همانطور که کارخانه های تراشه شناخته شده است ، بی وقفه در حال افزایش است.

امروزه مدرن ترین تراشه های پنج نانومتری هستند (اگرچه “5 نانومتر” دیگر مانند نسل های قبلی به اندازه واقعی ترانزیستورها اشاره نمی کند). هم سامسونگ و هم TSMC پخش آنها در سال 2020 آغاز شده است. جانشینان 3 نانومتری آنها قرار است در سال 2022 معرفی شوند ، در حالی که مداد 2 نانومتری در چند سال نوشته شده است.

اینتل بیرون

در آغاز هزاره ، یک کارخانه مدرن می تواند 1 میلیارد دلار هزینه داشته باشد. گزارش سال 2011 توسط مک کینزی ، یک شرکت مشاوره مدیریت ، هزینه معمول یک کارخانه پیشرفته را 3 تا 4 میلیارد دلار تعیین کرد. به تازگی TSMCکارخانه 3 نانومتری که در سال 2020 در جنوب تایوان تکمیل شد ، 19.5 میلیارد دلار ارزش دارد. این شرکت در حال حاضر یکی دیگر از تراشه های 2 نانومتری را در نظر گرفته است که تقریباً مطمئناً بیشتر خواهد بود. عقب ماندگی های اینتل باعث شد این سرعت 10 نانومتر باشد – و رئیس آن ، باب سوان ، شغل خود را از دست داد. معاون جدید وی ، پت گلسینگر ، باید بر خلاف وی تصمیم بگیرد که آیا این شرکت است TSMC ، همچنین تراشه های خود را طراحی می کند ، می خواهد به ساخت آنها ادامه دهد. تازه واردان بالقوه با موانع زیادی برای ورود روبرو هستند. اقتصاد کارخانه با هر پیشرفت تکنولوژی آنها را به سمت بالا سوق می دهد.

این مهم است. هر تولید تراشه به فناوری مدرن نیاز ندارد. اتومبیل ها بیشتر از نیمه هادی های قدیمی و کسل کننده استفاده می کنند. کوچک سازی ممکن است در مراکز داده جادار کمتر اجباری به نظر برسد. اما این بسیار مهم است: محاسباتی وجود دارد که تنها قدرتمندترین تراشه ها از پس آنها برمی آیند.

و با ریختن محصولات سیلیسیم از ترموستات به تراکتور به اینترنت اشیا-مربوط به uber ، تقاضا برای آنها افزایش می یابد. بین آنها TSMC و مشتریان سامسونگ در حال حاضر “چه کسی” از فناوری های بزرگ – اپل ، آمازون ، گوگل ، انویدیا ، کوالکام (و به زودی ، اگر اخبار درست باشد ، خود اینتل) هستند. هرچه رایانه ها و برقی شدن مواردی مانند اتومبیل ها بیشتر شود (به مقاله مراجعه کنید) ، تراشه هایی که درون آنها قرار می گیرند نیز پیچیده تر می شوند. تسلا ، تولید کننده آمریکایی خودروهای الکتریکی ، هم اکنون در حال شمارش است TSMCپارچه های 7 نانومتری است تا تراشه های خودران داخلی تولید کند.

دوگانه انحصاری در مقیاس نانو آسیا و سامسونگ و TSMC انگشتان خود را نگه دارید حاشیه عملیاتی شرکت تایوانی از سال 2005 که 15 شرکت دیگر در رده های بالا فعالیت می کردند ، کم و بیش ثابت بود. اما نقطه پایان منطقی افزایش بی امان هزینه های تولید این است که در یک برهه از زمان یک شرکت ، به احتمال زیاد TSMC، ممکن است آخرین کارخانه پیشرفته باشد. سالهاست که یک پیشکسوت صنعت می گوید ، رesسای فناوری به امید از بین رفتن این مسئله ، چشم پوشی کرده اند. نیست.

این نگرانی ها با توجه به اهمیت سیاسی روزافزون صنعت تشدید می شود. به عنوان بخشی از جنگ اقتصادی خود علیه چین ، امریکا سعی در محروم کردن شرکت های چینی از فرصت ایجاد کارخانه های اصلی تولید تراشه داشت. چین مقدمات برنامه ای چند میلیارد دلاری را برای تبدیل خودكفایی به فناوری مهم تا سال 2025 فراهم كرده است – خصوصاً حالا كه تحریم های آمریكا از واردات خارجی آن محروم است.

نیروهای سازه ای که پشت تمرکز افزایش یافته اند ، اینجا هستند تا بمانند. امریکا که نگران از دست دادن دسترسی به کارخانه های پیشرفته بود ، دست به کار شد TSMC در ازای کارخانه ای در آریزونا. سامسونگ ممکن است یکی را که در تگزاس کار می کند گسترش دهد. بسته دیگری از یارانه ها و مشوق ها در انتظار بودجه کنگره است. اتحادیه اروپا که جیب های پیشرفته ای در بلژیک و هلند دارد ، خواستار خرید بیشتر آنها است. در 17 دسامبر من طرفین توافق کردند که ده ها میلیارد پول در یک محرک پس از همه گیری هزینه کنند تا در اواسط دهه کارخانه های برجسته را راه اندازی کنند. تاریخچه صنعت تراشه نشان می دهد که این مقادیر با گذشت زمان بیشتر مورد توجه قرار می گیرند.

این مقاله در بخش “تجارت” چاپ تحت عنوان “معماری جدید” چاپ شده است

از این محتوا استفاده مجدد کنیدپروژه اعتماد


منبع: bazarche021.ir

Leave a reply

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>