افزایش سرسامآور تقاضا برای پردازندههای هوش مصنوعی، بزرگترین تولیدکنندگان نیمههادی در جهان را وارد یک مسابقه تسلیحاتی فناورانه جدید کرده است. در تازهترین تحولات بازار، شرکتهای TSMC و سامسونگ رسماً برنامههای خود را برای خرید و استقرار پیشرفتهترین دستگاههای لیتوگرافی نسل جدید شرکت هلندی ASML نهایی کردهاند؛ اقدامی استراتژیک که مسیر تولید تراشههای ۲ نانومتری و فراتر از آن را هموار میکند.
انقلاب هوش مصنوعی و آغاز فصل جدید نبرد نیمههادیها
با گسترش شتابان مدلهای زبانی بزرگ (LLM) و شتابدهندههای هوش مصنوعی نظیر محصولات انویدیا و ایامدی، نیاز به پردازندههایی با تراکم ترانزیستوری بالاتر و مصرف انرژی کمتر از هر زمان دیگری حیاتیتر شده است. تولید این نسل جدید از چیپها بدون دسترسی به تجهیزات پیشرفته لیتوگرافی عملاً غیرممکن است. در این میان، شرکت هلندی ASML به عنوان تنها سازنده ماشینهای لیتوگرافی فرابنفش فرین (EUV)، نقشی کلیدی و انحصاری در ژئوپلیتیک تراشهسازی ایفا میکند.
تعهد تازه TSMC (بزرگترین تولیدکننده قراردادی تراشه در جهان) و سامسونگ الکترونیکس به استفاده از ماشینهای نسل جدید ASML معروف به High-NA EUV، نشاندهنده تغییر موازنه و آمادگی این دو غول آسیایی برای تثبیت برتری خود در رقابت با اینتل است.
فناوری High-NA EUV چیست و چرا ارزش ۳۵۰ میلیون دلاری دارد؟
نسل جدید ماشینهای لیتوگرافی فرابنفش فرین با گشودگی عددی بالا (High Numerical Aperture EUV) جهشی بنیادین نسبت به سیستمهای EUV کنونی به شمار میروند. این دستگاهها با استفاده از عدسیهای بزرگتر و اپتیک پیشرفتهتر ساختهشده توسط شرکت آلمانی زایس (Zeiss)، امکان حک کردن الگوهایی با ابعاد بسیار ریزتر (تا کمتر از ۸ نانومتر در یک بار تابش) را روی ویفرهای سیلیکونی فراهم میکنند.
- افزایش چشمگیر تراکم ترانزیستور: امکان تولید تراشههای زیر ۲ نانومتر و گرههای پیشرفته ۱.۴ نانومتری (A14) بدون نیاز به تکنیکهای پیچیده و پرهزینه نوردهی چندگانه (Multi-Patterning).
- کاهش نقص و افزایش بازدهی: سادهسازی مراحل تولید موجب افزایش نرخ بهرهوری (Yield Rate) ویفرهای تولیدی میشود.
- قیمت خیرهکننده: هر دستگاه High-NA EUV (مدلهای TWINSCAN EXE:5000 و EXE:5200) قیمتی بیش از ۳۵۰ تا ۴۰۰ میلیون دلار دارد و وزن آن به اندازه دو فروند هواپیمای مسافربری پهنپیکر است.
تجهیزات High-NA EUV گرانترین و پیچیدهترین ابزارهای صنعتی دستساز بشر هستند که بدون آنها ادامه حیات قانون مور در مهندسی نیمههادی غیرممکن خواهد بود.
مقایسه وضعیت غولهای تراشهسازی در بهکارگیری نسل جدید ASML
پیش از این، اینتل نخستین شرکتی بود که در اوایل سال ۲۰۲۴ اولین سیستم High-NA EUV را در سایت تحقیقاتی اورگان تحویل گرفت تا برای گرههای پردازشی Intel 18A و Intel 14A آماده شود. اما اکنون پاسخ متقابل TSMC و سامسونگ موازنه بازار را به چالش کشیده است.
| شرکت سازنده | وضعیت سفارش و تحویل | گره پردازشی هدف | تمرکز بازار |
|---|---|---|---|
| اینتل (Intel Foundry) | تحویل گرفته و در حال آزمون عملیاتی | Intel 14A و زیر ۲ نانومتر | سرورهای هوش مصنوعی و بازیابی سهم بازار |
| تیاسامسی (TSMC) | تعهد رسمی و سفارشگذاری مدلهای پیشرفته | گره A16 و فرآیندهای ۱.۴ نانومتری | پردازندههای اپل، انویدیا، کوالکام و AMD |
| سامسونگ (Samsung Foundry) | تعهد به تجهیز خطوط فب Pyeongtaek | گرههای ۲ نانومتری (SF2) و ۱.۴ نانومتری | تراشههای حافظه HBM4 و پردازندههای موبایل/AI |
تاثیر تحرکات جدید بر بازار سختافزار و قیمت هوش مصنوعی
ورود ماشینهای گرانقیمت ASML به خطوط تولید تجاری تا سالهای ۲۰۲۶ و ۲۰۲۷، اگرچه راندمان محاسباتی هوش مصنوعی را چندین برابر خواهد کرد، اما هزینه سرمایهای (CapEx) سازندگان را به شدت افزایش میدهد. این امر ممکن است قیمت نسلهای بعدی پردازندههای گرافیکی تجاری و سرور را با جهش مواجه کند، هرچند بهرهوری انرژی بالاتر به دیتاسنترها در کاهش هزینههای نجومی برق کمک خواهد کرد.
نقش کلیدی هوش مصنوعی در تأمین بودجههای میلیاردی
در دورههای گذشته، صنعت موبایل محرک اصلی توسعه لیتوگرافی بود؛ اما امروز سرمایهگذاری سنگین غولهای کلود نظیر مایکروسافت، گوگل، متا و آمازون در زیرساختهای هوش مصنوعی، حاشیه سود کافی را برای پذیرش تجهیزات چندصد میلیون دلاری لیتوگرافی توسط ریختهگریها ایجاد کرده است.
جمعبندی
تعهد قاطع TSMC و سامسونگ به پیشرفتهترین فناوری لیتوگرافی ASML پیامی روشن به بازار تکنولوژی دارد: مسابقه توسعه سختافزارهای هوش مصنوعی هیچ نشانهای از کند شدن ندارد. این جهش فناورانه ضامن تولید نسل بعدی پردازندههای هوش مصنوعی فوقسریع خواهد بود و رقابت نفسگیر میان تایوان، کره جنوبی و ایالات متحده را به اوج خود میرساند.
سؤالات متداول
فناوری High-NA EUV چه تفاوتی با دستگاههای لیتوگرافی معمولی EUV دارد؟
در High-NA گشودگی عددی اپتیک از 0.33 به 0.55 افزایش یافته که به پرتوهای فرابنفش اجازه میدهد خطوط و الگوهای بسیار باریکتری را روی تراشه ایجاد کنند و ترانزیستورهای بیشتری در فضای کوچکتر جای گیرند.
چرا شرکت ASML در این بازار موقعیت انحصاری دارد؟
شرکت هلندی ASML به دلیل در اختیار داشتن صدها پتنت انحصاری، شبکه تأمین فوقپیشرفته و بیش از دو دهه سرمایهگذاری، تنها مجموعهای در جهان است که توانایی ساخت سیستمهای لیتوگرافی EUV و High-NA را دارد.
اولین تراشههای تجاری تولیدشده با High-NA چه زمانی وارد بازار میشوند؟
انتظار میرود استفاده آزمایشی از سال ۲۰۲۵ آغاز شده و اولین محصولات تجاری مجهز به این فناوری (گرههای زیر ۲ نانومتر و ۱.۴ نانومتری) از سال ۲۰۲۶ و ۲۰۲۷ روانه بازار شوند.
آیا این سرمایهگذاری بر مصرفکنندگان عادی هم تأثیر میگذارد؟
بله؛ در بلندمدت این فناوری باعث افزایش توان پردازشی و شارژدهی باتری گوشیهای هوشمند پرچمدار، لپتاپها و بهبود چشمگیر پردازشهای هوش مصنوعی روی دستگاهها خواهد شد.
