التغليف المتقدم يدخل ساحة معركة جديدة: صعود تقنية CoPoS وتحليل المشهد التنافسي لصناعة أشباه الموصلات العالمية

في سباق شرائح الذكاء الاصطناعي، أصبح التغليف المتقدم متغيرًا حاسمًا يحدد قدرة العرض الحاسوبي. في يوليو 2026، وخلال مؤتمر WAIC 2026، كشفت شركتا "سويوان تكنولوجي" و"شنغهاي شيانفانغ تكنولوجي" بالاشتراك عن أول عينة تغليف متقدم من نوع CoPoS مخصصة لشرائح الحوسبة الذكاء الاصطناعي في الصين، ولأول مرة تم دمج شريحة الذكاء الاصطناعي المحلية عالية الأداء بعمق مع تقنية تغليف CoPoS المحلية. في الوقت نفسه، كشفت TSMC خلال مؤتمرها للمستثمرين عن الجدول الزمني الكامل لتقنية CoPoS من الإنتاج التجريبي إلى الإنتاج الضخم: إنتاج تجريبي في 2027، وإنتاج ضخم في النصف الثاني من 2028. من CoWoS إلى CoPoS، الفرق حرف واحد فقط، لكنه قد يمثل قفزة هيكلية في صناعة تغليف أشباه الموصلات.

ستقوم هذه المقالة بتحليل سبب كون CoPoS ساحة معركة جديدة في التغليف المتقدم لأشباه الموصلات، من أبعاد مثل المسار التقني، وتأثير سلسلة الصناعة، والمشهد التنافسي، والتوزيع الإقليمي.

اختناقات CoWoS: القوة الدافعة العميقة وراء التطور التقني

تُعد CoWoS الحل المعياري للتغليف المتقدم ثنائي الأبعاد والنصف (2.5D). فهي تحقق ترابطًا عالي الكثافة بين شرائح GPU/CPU وذاكرة HBM عالية النطاق عبر وسيط سيليكوني (Interposer)، وتغلفها جميعًا على ركيزة فائقة الحجم. هذا الحل حل مشكلة التكامل في شرائح الذكاء الاصطناعي، لكنه كشف تدريجيًا عن ثلاث نقاط ألم رئيسية:

• ارتفاع التكلفة: الوسيط السيليكوني مكلف للغاية، وقد يمثل أكثر من نصف التكلفة الإجمالية للتغليف.
• محدودية الحجم: بسبب قيود رقاقة السيليكون ذات القطر 12 بوصة، توجد حدود قصوى لمساحة الشريحة المدعومة. على سبيل المثال، تتجاوز مساحة شريحة Nvidia B200 حاليًا 800 مم²، وعند قص شريحة مربعة من رقاقة دائرية، تقل نسبة استخدام المواد عن 70%.
• خطر الالتواء (الانحناء): هناك عدم تطابق شديد في معامل التمدد الحراري بين شريحة السيليكون (حوالي 2.7 جزء في المليون/درجة مئوية) والركيزة العضوية (حوالي 16 جزء في المليون/درجة مئوية)، مما يسبب التواءً بسهولة في التغليفات كبيرة الحجم، ويؤثر سلبًا على نسبة الإنتاجية.

مع التزايد الهائل في استدعاءات التوكنات لنماذج الذكاء الاصطناعي (من يناير إلى يوليو 2026، ارتفع المعدل الأسبوعي لاستدعاءات التوكنات لنماذج الذكاء الاصطناعي العالمية من 6.4 تريليون إلى 46.7 تريليون)، أصبحت الحاجة إلى تغليف يقدم "مساحة أكبر، وترابطًا أعلى، وتكلفة أقل" أكثر إلحاحًا لشرائح الذكاء الاصطناعي فائقة الضخامة. عندما تقفز مساحة تغليف الشريحة من 3.3 ضعف حجم القناع الضوئي إلى أكثر من 9 أضعاف، لم تعد الحلول التقليدية القائمة على الرقاقات قادرة على تلبية المتطلبات، وهكذا ظهرت تقنية CoPoS.

القفزة التقنية: كيف تحل CoPoS اختناقات CoWoS

تُعد CoPoS (Chip-on-Panel-on-Substrate) تقنية تغليف متقدم جديدة تعتمد على الألواح. يكمن الاختلاف الجوهري في استبدال رقاقة السيليكون الدائرية التي كانت تستخدم كوسيط بلوحة مربعة الشكل. في حل CoWoS، توضع الشريحة أولاً على الوسيط السيليكوني الدائري، ثم يُغلف المجمع بأكمله على الركيزة؛ بينما في CoPoS، توضع الشريحة أولاً على لوحة مربعة، وبعد إتمام الترابط عبر طبقات إعادة التوزيع (RDL)، تُغلف على الركيزة النهائية.

يوفر هذا البنية أربع مزايا جوهرية:

أولاً، تحسين كبير في كفاءة استغلال المساحة. تصل كفاءة الاستغلال الفعال لمساحة الرقاقات الدائرية بقياس 12 بوصة إلى حوالي 70%، بينما يمكن للألواح المربعة تحقيق أكثر من 95%. على سبيل المثال، لوح بمقاس 510×515 مم تبلغ مساحته الفعالة حوالي 4.5 أضعاف مساحة رقاقة 12 بوصة، ومن المتوقع أن تنخفض تكلفة التغليف لكل وحدة مساحة بنسبة 20% إلى 30%.

ثانياً، ارتفاع ملحوظ في الحد الأقصى لحجم التغليف. يبلغ الحد الأقصى الحالي لحجم التغليف بتقنية CoWoS حوالي 5.5 أضعاف مساحة القناع الضوئي، بينما تدعم تقنية CoPoS أكثر من 9.5 أضعاف، مما يوفر مساحة واسعة لتكديس HBM المتعدد وتكامل الرقاقات (Chiplet) لرقائق الذكاء الاصطناعي من الجيل التالي.

ثالثاً، احتمال تحقيق اختراق جذري في عنق الزجاجة الإنتاجي. لا يحقق التغليف على مستوى الألواح إنتاجية لكل لوح تفوق الرقاقات بعدة مرات فحسب، بل يمكنه أيضاً إعادة استخدام أو تعديل خطوط الإنتاج الكبيرة من صناعة شاشات العرض، مما يوفر مساراً جديداً للتوسع السريع في الإنتاج.

رابعاً، التوافق الطبيعي مع الركائز الزجاجية. يتمثل الاتجاه طويل المدى لتطوير تقنية CoPoS في الركيزة الأساسية الزجاجية. يتميز الزجاج بانخفاض الالتواء، وثبات أبعاد عالٍ، وعزل كهربائي ممتاز، ودقة أعلى في التوصيلات الدقيقة، ومن المتوقع أن تصل كثافة التوصيلات البينية إلى 10 أضعاف الركائز العضوية، مع أداء أفضل في تبديد الحرارة وسلامة الإشارة لرقائق الحوسبة عالية الأداء.

يشبه أحد خبراء الصناعة الأمر بالبيتزا: تقنية CoWoS تشبه تقطيع قطع مستطيلة من بيتزا دائرية، حيث تبقى دائماً فضلات عند الأطراف؛ أما CoPoS فهي كفرد البيتزا على صينية خبز مربعة، بلا أي هدر تقريباً، مع زيادة كبيرة في الإنتاجية لكل وحدة مساحة.

تخطيط TSMC: مسار واضح من التحقق إلى الإنتاج الضخم

بوصفها المهيمنة المطلقة في مجال التغليف المتقدم، تتبنى TSMC النهج الأكثر منهجية وعمقاً تجاه تقنية CoPoS. وفقاً للمعلومات العامة، قامت TSMC ببناء خط إنتاج تجريبي لتقنية CoPoS، ودخلت مرحلة التحقق المشترك للمعدات والعمليات، وتعمل على تطوير خطط الألواح المربعة بثلاثة مقاسات: 310×310 مم، و515×515 مم، و750×620 مم. عام 2026 هو فترة التحقق الرئيسية، والإنتاج التجريبي في 2027، والإنتاج الضخم في النصف الثاني من 2028.

أما فيما يخص تخطيط الطاقة الإنتاجية، فمن المتوقع أن يحقق مصنع TSMC في تايوان إنتاجاً ضخماً صغير الحجم في عام 2028، بطاقة إنتاجية شهرية لا تقل عن 500 لوح؛ وبحلول نهاية 2029 سترتفع إلى 12,000 لوح شهرياً؛ وفي 2030 سترتفع بنسبة 241% على أساس سنوي لتصل إلى 30,000 لوح؛ وفي 2031 سترتفع بنسبة 177% إضافية لتصل إلى 53,000 لوح. وقد تم تحديد مصنع AP7 في مدينة تشيايي كقاعدة أساسية للإنتاج الضخم، ومن المخطط الانتهاء منه في يونيو 2026، مع إطلاق قدرة إنتاجية كبيرة من نهاية 2028 إلى 2029. كما تم تجهيز مصنع التغليف المتقدم في أريزونا بالولايات المتحدة بخط إنتاج CoPoS، ومن المتوقع إدخاله في 2029-2030. ذكرت TSMC أيضاً أنه حتى مع بدء الإنتاج الضخم في 2028، ستظل هناك حاجة إلى 2-3 سنوات لتكوين حجم عرض كافٍ؛ وأن موعد الإنتاج الضخم الكامل لعملية CoPoS التي تتضمن الركيزة الأساسية الزجاجية محدد بعد عام 2030.من ناحية العملاء، من المتوقع أن تصبح NVIDIA أول عميل لـ CoPoS. وقد أُدرجت سلسلة معالجات الرسوميات Feynman من الجيل التالي في خطة تكييف CoPoS: من المتوقع أن يعتمد الجيل الأول من المنتجات في عام 2028 على التكديس ثلاثي الأبعاد وحلول تبديد الحرارة باستخدام ركيزة SiC؛ أما إصدار Feynman Ultra الذي سيُطلق في 2029 فسيعتمد بالكامل على CoPoS، مستفيدًا من مساحة التغليف الأكبر لاستيعاب المزيد من رقاقات (Chiplet) الخاصة بمعالجات الرسوميات والذاكرة. بالإضافة إلى ذلك، تخضع رقائق الحوسبة عالية الأداء (HPC) من AMD وBroadcom وGoogle أيضًا لتكامل تقني متزامن، وسينتقل عملاء CoWoS الحاليون إلى CoPoS على مراحل.

تحركت سلسلة توريد المعدات فورًا. وفقًا لتقارير إعلامية، دخلت النماذج الأولية لاختبار معدات CoPoS إلى شركة تساي يو للتكنولوجيا التابعة لـ TSMC، وقد حجزت شركات المعدات مثل Canon وDISCO وApplied Materials وLam Research مواقعها ودخلت مرحلة التحقق. كما فرضت TSMC ضوابط صارمة للسرية على سلسلة توريد CoPoS، مطالبةً الشركاء المحليين للمعدات والمواد في تايوان الصينية بتقييد تبادل المعلومات، ومن المتوقع أن تظل بعض التقنيات حصرية لدى TSMC لعدة سنوات بعد الإنتاج الضخم.

تحليل سلسلة الصناعة: التأثير على سلسلة الصناعة بأكملها

إن صعود CoPoS ليس مجرد ترقية تقنية في مرحلة التغليف، بل إعادة تشكيل لسلسلة صناعة أشباه الموصلات بأكملها.

المنبع: المعدات والمواد

فيما يتعلق بالمعدات، تتطلب تقنية التغليف على مستوى الألواح (Panel-Level Packaging) آلات طباعة حجرية ضوئية جديدة، ومعدات طلاء كهربائي، وآلات تركيب، ومعدات ربط مؤقت وفك ربط. ويمكن تحويل المعدات الحالية في صناعة شاشات العرض وإعادة استخدامها بعد تعديلها، مما يخلق فرصًا لشركات مثل Canon التي لديها خبرة متراكمة في معدات الألواح. وفي الوقت نفسه، تحتاج معدات القطع من DISCO، ومعدات الترسيب والحفر من Applied Materials وLam Research إلى التكيف مع معالجة الألواح المربعة.

أما بالنسبة للمواد، فإن الركيزة الزجاجية هي المتغير الأساسي. وستشهد حلقات مثل موردي الزجاج، ومعالجة الفتحات عبر الزجاج (TGV)، ومواد إعادة التوزيع (RDL)، ومواد الركائز طلبًا جديدًا. يتعين على مصنعي الركائز العضوية مواجهة ضغوط الاستبدال، غير أن TSMC كشفت أنها تتعاون مع موردي الركائز، مما يلمح إلى أن الركائز العضوية تظل حلاً مؤقتًا في الفترة المقبلة.

منتصف السلسلة: التغليف والتصنيع

من خلال التخطيط التآزري بين CoWoS وCoPoS، عززت TSMC هيمنتها في مجال التغليف المتقدم. وتبيّن خطط القدرة الإنتاجية لـ CoPoS أن التغليف المتقدم يتحول من "عملية مساندة" إلى "موقع استراتيجي". أما بالنسبة لشركات OSAT مثل ASE وAmkor، فإن الحواجز التقنية والنفقات الرأسمالية المرتفعة لـ CoPoS قد توسع الفجوة بينها وبين TSMC، وقد تدفعها أيضًا إلى البحث عن فرص للتميز في المجال المتخصص للتغليف على مستوى الحقل.

المصب: تصميم رقائق الذكاء الاصطناعيبفضل مساحة التغليف الأكبر وكثافة التوصيل الأعلى في تقنية CoPoS، تُزال القيود المفروضة على حجم وأداء رقائق الذكاء الاصطناعي. ستتمكن الشركات الكبرى مثل NVIDIA وAMD وBroadcom وGoogle من تصميم بنى متعددة الرقاقات (Chiplet) أكثر تعقيدًا ودمج المزيد من مكدسات HBM، مما يدفع قوة الحوسبة للذكاء الاصطناعي إلى ترقية مستمرة. في الوقت نفسه، تساهم الميزة التكلفية لتقنية CoPoS في خفض تكاليف تغليف رقائق الذكاء الاصطناعي، مما يؤثر إيجابًا على أسعار خوادم الذكاء الاصطناعي والنفقات الرأسمالية لخدمات الحوسبة السحابية.

الآثار الإقليمية: تغيّر المواقع الصناعية الإقليمية

تايوان الصينية: سيصبح مصنع AP7 في تشيايي أول قاعدة إنتاج ضخم لتقنية CoPoS، وتتمتع تايوان الصينية بموقع ريادي في التحقق التقني لتغليف الألواح وسلسلة توريد المعدات والكوادر الماهرة. كما تساعد إجراءات السرية التي تتبعها TSMC في إبقاء التقنيات الأساسية داخل الجزيرة.

الصين: كشفت شركتا سويوان للتكنولوجيا وشنغهاي شيانفانغ بالاشتراك عن عينة من تقنية CoPoS، ما يمثل خطوة حاسمة للبر الصيني الرئيسي في مجال التغليف المتقدم. وعلى الرغم من استمرار الفجوة مع المستوى العالمي المتقدم من حيث نضج الإنتاج الضخم وسلسلة توريد المعدات، فإن تغليف الألواح يوفر للبر الصيني الرئيسي مسارًا محتملاً لتجاوز قيود التغليف التقليدي على مستوى الرقاقات. كما ستستفيد المكونات المحلية مثل الركائز الزجاجية ومعدات التغليف من اتجاه استبدال الواردات.

الولايات المتحدة: يخطط مصنع TSMC في أريزونا لإدخال طاقة إنتاجية لتقنية CoPoS، مما يعني تقدمًا ملموسًا للولايات المتحدة في مجال التغليف المتقدم. وبالاقتران مع إعانات قانون الرقائق للتغليف المحلي، من المتوقع أن تشكل الولايات المتحدة قدرة إنتاجية لـ CoPoS بحجم معين في الفترة 2029-2030، مما يقلل الاعتماد على قدرات التغليف الآسيوية.

اليابان وأوروبا: على الرغم من عدم الإشارة المباشرة إلى خطط CoPoS، إلا أن تراكم اليابان التقني في مجال مواد ومعدات أشباه الموصلات يجعلها لاعبًا رئيسيًا في سلسلة توريد CoPoS (مثل Canon وDISCO). أما أوروبا فقد تشارك عبر قطاعي المعدات والمواد.

منظور الاستثمار: النفقات الرأسمالية وفرص السوق

تفتح تقنية CoPoS منحنى نمو جديدًا للإنفاق الرأسمالي في قطاع أشباه الموصلات. وفقًا لخطة TSMC للطاقة الإنتاجية، ستنمو القدرة الإنتاجية الشهرية لتقنية CoPoS بأكثر من 100 ضعف من عام 2028 إلى عام 2031 (من 500 وحدة إلى 53,000 وحدة)، مما يعني أن الطلب على معدات ومواد وخدمات اختبار تغليف الألواح سينمو بشكل هائل. وستكون شركات المعدات مثل Applied Materials وLam Research وCanon وDISCO، بالإضافة إلى موردي الركائز الزجاجية المحتملين، من المستفيدين المباشرين.يحتاج المستثمرون إلى متابعة ثلاث إشارات رئيسية: أولاً، وتيرة التحقق من خط الإنتاج التجريبي لتقنية CoPoS لدى TSMC؛ ثانياً، مرحلة اعتماد الإنتاج الضخم لسلسلة Feynman من NVIDIA؛ ثالثاً، سرعة نضج سلسلة صناعة CoPoS في البر الرئيسي الصيني. وفي الوقت نفسه، يجب الانتباه إلى المخاطر. وقد حذّر المحلل مينغ-تشي كو سابقاً من أن موردي الركائز والمعدات المشاركين حالياً في التحقق من CoPoS قد لا يكونون الفائزين النهائيين، لأن المسار التقني لا يزال قابلاً للتحول، وقد يتم دمج بعض المراحل حصرياً من قبل TSMC. بالإضافة إلى ذلك، فإن التغليف على مستوى اللوحة يتطلب معايير عالية جداً من حيث الإنتاجية، والتحكم في الالتواء، ومعدات الفحص، مما قد يؤدي إلى تأخير الإنتاج الضخم عن التوقعات.

النظرة طويلة المدى: المشهد الصناعي للسنوات الثلاث إلى العشر القادمة

على المدى القصير (2026-2027): تظل تقنية CoWoS هي المهيمنة بشكل مطلق، بينما تكون CoPoS في مرحلة التحقق والتجارب الإنتاجية. سيحدد خط الإنتاج التجريبي لـ TSMC المعايير النهائية للمعدات والعمليات، وستساهم خطة تكييف NVIDIA في تثبيت شكل سلسلة التوريد.

على المدى المتوسط (2028-2030): تدخل CoPoS مرحلة تسارع الإنتاج الضخم. يطلق مصنعا TSMC في تايوان وأريزونا قدراتهما الإنتاجية تباعاً، وتتبنى سلسلة Feynman من NVIDIA تقنية CoPoS بشكل كامل، بينما ينتقل عملاء مثل AMD وBroadcom تدريجياً. يبدأ إدخال الركائز الزجاجية، لكن من المتوقع ألا تنضج عملية CoPoS باستخدام ركيزة زجاجية كاملة قبل عام 2030.

على المدى الطويل (2030-2035): من المرجح أن تصبح CoPoS الحل الرئيسي لتغليف رقائق الحوسبة المرتبطة بالذكاء الاصطناعي. قد يندمج التغليف على مستوى اللوحة مع تقنيات مثل التكديس ثلاثي الأبعاد والترابط الضوئي، مما يدفع التغليف من "مرحلة خلفية" إلى "جوهر أمامي". قد تؤدي المسارات التقنية المختلفة في مناطق مثل الصين والولايات المتحدة واليابان إلى تشكيل مشهد تنافسي متعدد الأقطاب. يعتمد استمرار هيمنة TSMC على سرعة تكرارها التقني وقدرتها على دمج سلسلة التوريد، بينما يعتمد تحقيق الشركات في البر الرئيسي الصيني لاختراق تمايزي على نضج المعدات والمواد المحلية.

الخلاصة

يمثل صعود CoPoS علامة فارقة على انتقال تغليف أشباه الموصلات من "عملية مساعدة" إلى "نقطة ارتكاز استراتيجية". تكمن أهميته التقنية في معالجة القيود الأساسية لتقنية CoWoS فيما يتعلق بالمساحة والتكلفة والتحكم في الالتواء، مما يفتح مساحة مادية جديدة للتطور المستمر لرقائق الذكاء الاصطناعي. على صعيد المنافسة الصناعية، من المرجح جداً أن تواصل TSMC هيمنتها في مجال التغليف المتقدم بفضل ميزة الريادة، وتخطيط القدرات الإنتاجية، وارتباطها بالعملاء؛ لكن الحواجز التقنية للتغليف على مستوى اللوحة توفر أيضاً نافذة فرص للاعبين الآخرين. بالنسبة لسلسلة توريد أشباه الموصلات، سيحفز CoPoS دورة نمو جديدة للمعدات والمواد والركائز، وسيعيد تشكيل التقسيم الصناعي الإقليمي. في السنوات الخمس المقبلة، لن تقل شدة المنافسة في مجال التغليف المتقدم عن صناعة تصنيع الرقاقات، ويُعد CoPoS بؤرة هذه المعركة الجديدة.