الملخص:
مع استمرار تزايد الطلب على الذكاء الاصطناعي ورقائق الحوسبة عالية الأداء، تعمل TSMC على تسريع توسيع قدرة إنتاج العمليات المتقدمة. تظهر آخر أخبار سلسلة التوريد أن TSMC تخطط لزيادة طاقتها الإنتاجية لعمليات 2 نانومتر و3 نانومتر في عام 2027. وسيكون معدل التوسع 2 نانومتر أعلى بكثير من معدل 3 نانومتر. ومن المتوقع أنه بحلول منتصف عام 2027، سترتفع الطاقة الإنتاجية الشهرية لتقنية 2 نانومتر إلى حوالي 110.000 رقاقة، في حين ستصل الطاقة الإنتاجية الشهرية لتقنية 3 نانومتر إلى حوالي 210.000 رقاقة.
وفقًا للخطة الحالية، من المتوقع أن تصل الطاقة الإنتاجية الشهرية لشركة TSMC لتقنية 2 نانومتر بحلول نهاية عام 2026 إلى حوالي 90 ألف قطعة، كما ستصل طاقتها الإنتاجية الشهرية لتقنية 3 نانومتر إلى حوالي 180 ألف قطعة. وبحلول منتصف عام 2027، سترتفع القدرة الإنتاجية للعمليتين المتقدمتين إلى 110.000 قطعة و210.000 قطعة على التوالي. وبالمقارنة، فإن القدرة الإنتاجية لتقنية 2 نانومتر ستزيد بنسبة 22% تقريبًا، وستكون قدرة إنتاج 3 نانومتر حوالي 16%.
وهذا يعني أن TSMC تعمل بشكل كبير على تسريع زيادة قدرتها على معالجة 2 نانومتر. على الرغم من أن 2 نانومتر لا تزال عملية جيل جديدة دخلت للتو مرحلة الإنتاج الضخم، إلا أن الطلب في السوق نما بشكل أسرع من 3 نانومتر، مما أجبر TSMC على استثمار المزيد من الموارد لتلبية طلبات العملاء.
دخلت عملية TSMC بدقة 2 نانومتر رسميًا مرحلة الإنتاج بكميات كبيرة في الربع الأخير من عام 2025. وقد ذكرت الشركة سابقًا أن العملية تتمتع بمعدل إنتاج أولي جيد ومن المتوقع أن تحقق توسعًا سريعًا في الإنتاج في عام 2026. وتعتمد عملية 2 نانومتر على هيكل ترانزستور من صفائح النانو، وهو عقدة مهمة لشركة TSMC لتعزيز تطور بنية الترانزستور بعد FinFET.
مقارنة بعملية 3 نانومتر السابقة، فإن أحد أكبر التغييرات التقنية في عملية 2 نانومتر هو التحول من FinFET إلى GAA، وهو هيكل ترانزستور البوابة المحيطية. من خلال جعل البوابة تحيط بالقناة بشكل كامل، يمكن تحسين قدرة الترانزستور على التحكم في تدفق التيار بشكل أكبر ويمكن تحقيق توازن أفضل بين الأداء واستهلاك الطاقة وكثافة الترانزستور.
في الوقت الحالي، أصبحت تقنية 2 نانومتر واحدة من أهم العمليات المتقدمة لشركة TSMC في السنوات القليلة المقبلة. تعتبر شركة Apple واحدة من أوائل العملاء الرئيسيين الذين اعتمدوا عملية TSMC التي تبلغ 2 نانومتر. لقد دخلت الرقائق المتطورة المستخدمة في الجيل الجديد من أجهزة iPhone عصر العمليات هذا بالفعل. ومع تحول شركات تصميم الرقائق الكبيرة الأخرى إلى جانب Apple تدريجيًا إلى 2 نانومتر، فمن المتوقع أن تواجه TSMC ضغوطًا متزايدة على الطاقة الإنتاجية.
يعد الطلب على شرائح الذكاء الاصطناعي عاملاً رئيسيًا آخر يقود إلى توسيع القدرة الإنتاجية للعمليات المتقدمة. في السنوات الأخيرة، واصلت NVIDIA وAMD وغيرها من الشركات المصنعة لرقائق الذكاء الاصطناعي إطلاق مسرعات أكثر تعقيدًا ومنتجات حوسبة عالية الأداء. تتطلب هذه المنتجات استخدام عمليات التصنيع الأكثر تقدمًا لتحسين أداء الحوسبة مع تقليل استهلاك الطاقة لكل وحدة من طاقة الحوسبة.
بالمقارنة مع 3 نانومتر، لا يزال نطاق السعة 2 نانومتر أصغر في الوقت الحاضر، ولكن من الواضح أن TSMC تأمل في توسيعه في أقرب وقت ممكن إلى مستوى كافٍ لاستقبال المزيد من العملاء. وبحسب الخطة الحالية، ستصل الطاقة الإنتاجية الشهرية البالغة 2 نانومتر إلى 110.000 قطعة بحلول منتصف عام 2027. وعلى الرغم من أن هذا الرقم لا يزال أقل من 210.000 قطعة بدقة 3 نانومتر، إلا أن الفجوة بين الاثنين بدأت في التضييق.
وفي الوقت نفسه، لم تقم TSMC بإبطاء توسعها في إنتاج 3 نانومتر. ومن المتوقع أنه بحلول منتصف عام 2027، ستصل الطاقة الإنتاجية الشهرية لتقنية 3 نانومتر إلى حوالي 210.000 قطعة. تعمل شركة TSMC على توسيع قدرات التصنيع بدقة 3 نانومتر في قواعد إنتاج متعددة في تايوان وخارجها. ومن بينها، تخطط شركة تصنيع الرقاقات الثانية في ولاية أريزونا بالولايات المتحدة أيضًا لاعتماد عملية 3 نانومتر، ومن المتوقع أن تبدأ الإنتاج الضخم في النصف الثاني من عام 2027.
تضيف قاعدة إنتاج TSMC في جنوب تايوان أيضًا قدرة إنتاجية تبلغ 3 نانومتر. أعلنت الشركة سابقًا أنها ستضيف رقاقة تصنيع جديدة بدقة 3 نانومتر في مجمع العلوم في تاينان، ومن المتوقع أن تدخل الإنتاج الضخم في النصف الأول من عام 2027. بالإضافة إلى ذلك، تخطط شركة تصنيع الرقاقات اليابانية الثانية في كوماموتو أيضًا لاستخدام عملية 3 نانومتر، ومن المتوقع أن تبدأ الإنتاج الضخم في عام 2028.
يعد تخطيط العملية المتقدم في ولاية أريزونا بالولايات المتحدة الأمريكية جزءًا مهمًا من استراتيجية الإنتاج العالمية لشركة TSMC. بالإضافة إلى المصنع الأول الذي بدأ الإنتاج، تم أيضًا الانتهاء من بناء المصنع الثاني، ومن المخطط أن يبدأ الإنتاج الضخم لتقنية 3 نانومتر في النصف الثاني من عام 2027. سيؤدي ذلك إلى توسيع قدرات TSMC لتوريد 3 نانومتر ويسمح بإكمال بعض إنتاج الرقائق المتقدمة مباشرة في الولايات المتحدة.
من أجل توسيع القدرة الإنتاجية لدقة 3 نانومتر، تعمل TSMC أيضًا على تعديل بعض معدات الإنتاج الموجودة في تايوان وتحويل المعدات المستخدمة في الأصل لعملية 5 نانومتر إلى إنتاج 3 نانومتر. وبهذه الطريقة، يمكن لشركة TSMC زيادة إنتاجها من رقائق العمليات المتقدمة بشكل أسرع دون الاعتماد بشكل كامل على المصانع الجديدة.
يعكس تعديل السعة هذا أيضًا هيكل الطلب المتغير في سوق الرقائق. تباطأ نمو سوق الهواتف الذكية في السنوات القليلة الماضية، وانخفض الطلب على العمليات الناضجة لبعض شرائح الهواتف المحمولة ذات المستوى المبدئي ومتوسط المدى، في حين استمر الذكاء الاصطناعي والحوسبة عالية الأداء والهواتف الذكية المتطورة في زيادة الطلب على العمليات المتقدمة. ولذلك، فإن تحويل بعض معدات المعالجة القديمة إلى عقد أكثر تقدمًا يمكن أن يحسن كفاءة استخدام الموارد لنظام الإنتاج بأكمله.
لا تواجه شركة TSMC حاليًا ضغوطًا على القدرة على تصنيع الرقائق فحسب، بل أصبحت التعبئة المتقدمة أيضًا رابطًا مهمًا يقيد توريد رقائق الذكاء الاصطناعي. نظرًا لأن مسرعات الذكاء الاصطناعي تتطلب تكاملًا واسع النطاق مع ذاكرة النطاق الترددي العالي HBM، فقد نما الطلب على تقنيات التعبئة والتغليف المتقدمة مثل CoWoS بسرعة في السنوات الأخيرة. تواصل TSMC أيضًا توسيع طاقتها الإنتاجية المتقدمة للتعبئة والتغليف لتجنب التقيد بعملية التعبئة بعد زيادة قدرتها على تصنيع الرقائق.
في السنوات القليلة المقبلة، سيستمر مسار العملية المتقدمة لشركة TSMC في التقدم إلى العقد الأصغر. بدأت الشركة في الترويج لعملية 1.4 نانومتر A14 وتخطط لتحقيق الإنتاج الضخم في عام 2028. وقد انتشرت أخبار سلسلة التوريد الأخيرة حتى أن TSMC قد تقدم المزيد من الإنتاج التجريبي ووقت الإنتاج الضخم لعملية 1.4 نانومتر، لكن الجدول الزمني المحدد لا يزال يعتمد على التقدم المحرز في بناء القوات المسلحة البوروندية وتطوير العملية.
وفي الوقت نفسه، لن تبقى تقنية 2nm نفسها عند الإصدار الأولي. خططت TSMC لعمليات مشتقة بدقة 2 نانومتر مثل N2P وأطلقت أيضًا A16. سيعمل N2P على تحسين الأداء واستهلاك الطاقة استنادًا إلى N2 الأصلي، بينما يقدم A16 تقنية إمداد الطاقة الخلفية Super Power Rail من TSMC، وهي أكثر ملاءمة للحوسبة عالية الأداء والرقائق ذات مسارات الإشارة المعقدة وكثافة إمداد الطاقة العالية.
من منظور اتجاه الصناعة بأكمله، تعمل TSMC حاليًا على تشكيل مستوى عملية متقدمة مستمرة يتكون من 3 نانومتر، و2 نانومتر، و1.4 نانومتر في المستقبل. وستواصل 3 نانومتر القيام بمهام إنتاج الرقائق المتقدمة على نطاق واسع في السنوات القليلة المقبلة، في حين ستصبح 2 نانومتر تدريجيًا عقدة التصنيع الأساسية لمعالجات الهواتف الذكية الرائدة ومسرعات الذكاء الاصطناعي ورقائق الحوسبة عالية الأداء.
يتجاوز معدل نمو القدرة الإنتاجية لتقنية 2 نانومتر معدل نمو 3 نانومتر، مما يوضح أيضًا أن TSMC تعيد تخصيص رأس المال وموارد التصنيع وفقًا لطلب السوق. ومن المتوقع أنه بحلول عام 2027، مع استمرار معدل إنتاج 2 نانومتر في التحسن ودخول المزيد من منتجات العملاء إلى الإنتاج الضخم، ستزداد نسبة القدرة الإنتاجية لهذه العملية بشكل أكبر.
إذا تم تنفيذ خطة التوسعة الحالية بسلاسة، فستكون لدى TSMC قدرة إنتاجية شهرية تبلغ حوالي 110.000 رقاقة 2 نانومتر و210.000 رقاقة 3 نانومتر بحلول منتصف عام 2027. بالنسبة لصناعة أشباه الموصلات العالمية، التي تشهد طفرة في بناء البنية التحتية للذكاء الاصطناعي، سيؤدي ذلك إلى توسيع نطاق العرض للرقائق المنطقية الأكثر تقدمًا بشكل كبير وتعزيز مكانة TSMC الرائدة في تصنيع العمليات المتقدمة.
التعليقات