الزام انویدیا: دای‌های پایه نسل بعد حافظه پهن‌باند اختصاصی باید با لیتوگرافی ۳ نانومتری تی‌اس‌ام‌سی تولید شوند

شرکت انویدیا سه غول حافظه‌سازی جهان یعنی سامسونگ، اس‌کی هاینیکس و میکرون را ملزم کرده است که دای‌های پایه (Base Die) برای حافظه نسل بعد با پهنای باند اختصاصی را منحصراً با فرایند ۳ نانومتری شرکت صنایع نیمه‌رسانای تایوان (TSMC) به تولید برسانند؛ ابلاغیه‌ای که عملاً ائتلافی بی‌سابقه را میان رقبای سرسخت صنعت تراشه کلید می‌زند.[1][2][3]

این دستورالعمل که نخستین‌بار در ۱۸ اکتبر ۲۰۲۶ توسط روزنامه اقتصادی سئول فاش شد، سامسونگ الکترونیکس را ناچار می‌کند برای نخستین‌بار در فاز تولید تراشه با تی‌اس‌ام‌سی مشارکت کند. سامسونگ پیش از این همواره بر مدل یکپارچه خود (Turnkey) تکیه داشت و کل اجزای تراشه و دای پایه را درون کارخانه‌های اختصاصی خود می‌ساخت.[1][2][4]

هیچ‌کدام از این شرکت‌ها هنوز بیانیه رسمی منتشر نکرده و مدیران ارشد نیز درباره این توافق اظهارنظری نکرده‌اند. با این حال، گزارش‌ها حاکی از آن است که سامسونگ پس از ارزیابی‌های داخلی با این شرایط موافقت کرده و سود حاصل از تقاضای هنگفت شتاب‌دهنده‌های هوش مصنوعی انویدیا را بر استقلال کارخانه‌های ریخته‌گری خود ترجیح داده است.[1][3]

ریشه این تصمیم به معماری حافظه سفارشی انویدیا موسوم به NVHBM بازمی‌گردد. این طراحی که بر پایه استاندارد نسل هفتم HBM4E پیاده‌سازی شده، ساختار فیزیکی مرسوم را تغییر می‌دهد و بخشی از مدار کنترلر حافظه را مستقیماً روی دای پایه حافظه با پهنای باند بالا تعبیه می‌کند.[2][3]

انتقال مدار منطقی به خارج از پردازنده گرافیکی

خارج کردن کنترلر از پردازنده گرافیکی فضای باارزشی از سیلیکون را برای مدارهای محاسباتی پردازنده آزاد می‌کند، اما دای پایه را که تا پیش از این حکم یک مسیربند ساده سیگنال را داشت، به یک تراشه منطقی پیچیده تبدیل می‌سازد. برای جا دادن این قابلیت‌ها، لایه فیزیکی ناچار شد ۶۰ درصد فشرده‌تر شود.[3]

انویدیا وعده داده است که این معماری بازطراحی‌شده جهش کارایی چشمگیری برای زیرساخت‌های سازمانی هوش مصنوعی فراهم می‌آورد. طبق ادعای این شرکت، تراشه‌های NVHBM تا ۳۰ درصد پهنای باند حافظه بیشتر و ۱۵ درصد مصرف توان کمتر در مقایسه با استاندارد HBM4E دارند و هم‌زمان ۲۵ درصد مساحت بیشتری روی دای محاسباتی پردازنده باز می‌کنند.[2][3]

گنجاندن چنین مدارهای منطقی فشرده‌ای روی دای پایه نیازمند لیتوگرافی بسیار ظریف ۳ نانومتری است، و همین مسئله دلیل الزام استفاده از تی‌اس‌ام‌سی بود. برآوردهای صنعتی بازده تولید (Yield) فرایند ۳ نانومتری تی‌اس‌ام‌سی را بیش از ۹۰ درصد تخمین می‌زنند که مزیتی چشمگیر از حیث قابلیت اطمینان نسبت به سایرین محسوب می‌شود.[2][3]

در مقابل، لیتوگرافی معادل ۲ نانومتری بخش ریخته‌گری سامسونگ در حال حاضر بازدهی در حدود ۶۰ درصد دارد. انویدیا با متمرکز کردن اس‌کی هاینیکس، میکرون و سامسونگ روی نود تولیدی مشترک تی‌اس‌ام‌سی، پایداری عملکرد را در تمام تأمین‌کنندگان خود تضمین می‌کند و نیاز به ارزیابی و صحه‌گذاری روی سه طرح منطقی متفاوت را از میان برمی‌دارد.[2][3]

راهبرد دومنظوره سامسونگ

دای‌های اصلی حافظه کماکان توسط هریک از سازندگان و با اتکا به فرایندهای نسل ششم DRAM اختصاصی‌شان تولید خواهد شد. سامسونگ نیز جاه‌طلبی‌های خود در بخش ریخته‌گری را به کلی رها نکرده، بلکه راهبردی دومنظوره را برای حفظ توانمندی کارخانه‌های داخلی‌اش در کنار برآورده کردن خواسته‌های سخت‌گیرانه انویدیا پیش گرفته است.[2][3]

این شرکت کره‌ای همچنان دای‌های پایه حافظه‌های استاندارد HBM4 و HBM4E را در خطوط داخلی خود تولید خواهد کرد. علاوه بر این، سامسونگ قصد دارد فرایند ساخت یکپارچه دای‌های سفارشی برای مشتریان دیگری چون AMD را نیز با بهره‌گیری از خطوط ۴ نانومتری اختصاصی‌اش حفظ کند.[3]

حافظه‌های پهن‌باند نقشی حیاتی در پایداری مالی سامسونگ دارند و به جبران زیان‌های سایر بخش‌های تولیدی کمک می‌کنند. برآوردهای صنعت تراشه نشان می‌دهد که زیان بازوی ریخته‌گری سامسونگ در سال جاری با ۴۱ درصد کاهش، از ۵٫۱ میلیارد دلار در سال ۲۰۲۵ به ۲٫۹۵ میلیارد دلار در سال ۲۰۲۶ خواهد رسید.[2]

محدودیت‌های پیش‌روی ظرفیت تولید

وابستگی مضاعف صنعت تراشه به تی‌اس‌ام‌سی خطرات قابل‌توجهی برای زنجیره تأمین در پی دارد، چرا که ظرفیت نودهای پیشرفته این غول تایوانی از پیش تقریباً پر شده است. تی‌اس‌ام‌سی در گزارش مالی ۱۵ اکتبر اعلام کرد که فرایند ۳ نانومتری به تنهایی ۳۳ درصد از کل درآمد ویفرهای فروخته‌شده در سه‌ماهه سوم را تشکیل داده است.[3]

رشد تقاضای جهانی برای حافظه‌های با پهنای باند بالا به مراتب سریع‌تر از نرخ احداث کارخانه‌های جدید تراشه‌سازی است. بانک سرمایه‌گذاری یوبی‌اس (UBS) پیش‌بینی می‌کند تقاضای این حافظه‌ها در سال آینده با جهش ۹۱ درصدی به ۶۱٫۵ میلیارد گیگابیت برسد، در حالی که میزان عرضه نهایتاً ۵۴٫۶ میلیارد گیگابیت خواهد بود؛ یعنی کسری ساختاری ۱۰ درصدی در بازار.[3]

سامسونگ برای مصون ماندن از گلوگاه‌های احتمالی در تی‌اس‌ام‌سی، در حال آزمایش و ارزیابی است تا ببیند آیا ریخته‌گری خودش می‌تواند دای‌های پایه NVHBM را به عنوان پشتیبان بسازد یا خیر. اگر تی‌اس‌ام‌سی نتواند پاسخگوی مجموع سفارش‌های این سه تأمین‌کننده باشد، خطوط ۲ نانومتری سامسونگ حکم طرح پشتیبان حیاتی را ایفا خواهند کرد.[2][3]

پیامدهای گسترده‌تر بر صنعت تراشه‌سازی

یکپارچه‌سازی تولید دای پایه در کارخانه‌های تی‌اس‌ام‌سی، هژمونی این شرکت تایوانی بر زنجیره سخت‌افزار هوش مصنوعی را عمیق‌تر می‌کند. تی‌اس‌ام‌سی با تصاحب ساخت لایه‌های منطقی برای هر سه تأمین‌کننده بزرگ حافظه، درآمدهای خود را فراتر از تولید مستقیم خودِ پردازنده‌های گرافیکی گسترش می‌دهد.[1][3]

این تحول همچنین ماهیت متغیر حافظه‌های پهن‌باند را آشکار می‌سازد؛ ماژول‌هایی که از قطعات ذخیره‌سازی خام در حال دگرگونی به تراشه‌های منطقی پیشرفته و سفارشی هستند. با حجیم‌تر شدن مدل‌های هوش مصنوعی، گلوگاه از قدرت محاسباتی خام به نرخ انتقال داده تغییر کرده و دای پایه را به خط مقدم رقابت بدل ساخته است.[2][3]

از منظر بازار، این دستور انویدیا نماد بی‌چون‌وچرای نفوذ انحصاری آن است. با در اختیار داشتن حدود ۶۰ درصد از بازار شتاب‌دهنده‌های هوش مصنوعی، انویدیا قدرتی دارد که رقبا را به همکاری‌های تجاری‌ای وادار می‌کند که تا همین یک سال پیش ناممکن تلقی می‌شد.[3][4]

موفقیت عرضه و عملیاتی شدن طرح NVHBM به توان تی‌اس‌ام‌سی در افزایش ظرفیت تولید ۳ نانومتری وابسته خواهد بود. هرچند این سازنده تایوانی مشغول ساخت مجتمع‌های جدید نظیر فب دوم کوماموتو در ژاپن و توسعه تأسیسات آریزونا است، اما این سایت‌ها تا سال‌های ۲۰۲۷ یا ۲۰۲۸ به تولید انبوه نخواهند رسید.[3]

تا زمان راه‌اندازی این تأسیسات جدید، صنعت نیمه‌رسانا روی لبه تیغ حرکت می‌کند. تک‌محوری شدن تولید برای انویدیا هرچند وعده جهش سرعت حافظه را می‌دهد، اما در عین حال بقای کل اکوسیستم سخت‌افزار هوش مصنوعی را به ظرفیت خروجی یک کارخانه منفرد در تایوان گره می‌زند.[2][3]