هل يستطيع إنتل 18A حقًا زعزعة هيمنة TSMC على صناعة أشباه الموصلات؟

مقدمة

تصميم الرقاقات "18A" (18 أنجستروم) الذي أطلقته إنتل مؤخرًا يُحدث تغييرًا جذريًا في تصور صناعة أشباه الموصلات لمشهد التعاقد على التصنيع. لفترة طويلة، كانت TSMC بمثابة الشركة المصنعة الحصرية لرقاقات الذكاء الاصطناعي عالميًا، واحتكرت تقريبًا عمليات التصنيع المتقدمة. أما عملية 18A من إنتل، بفضل ترانزستورات Gate-All-Around (GAA) وتقنية PowerVia لتزويد الطاقة من الخلف، فتمتلك إمكانات تنافسية مع N2 من TSMC (مستوى 2 نانومتر) من حيث المؤشرات التقنية. ومع ذلك، فإن الفجوة الكبيرة في الإنتاج - حيث يبلغ إنتاج إنتل السنوي حوالي 3 إلى 5 ملايين شريحة، وهو جزء ضئيل من 17 مليون شريحة لـ TSMC - تجعل من المستحيل على إنتل زعزعة مكانة TSMC على المدى القصير. لكن النمو السريع في الطلب يخلق مساحة لظهور هيكل ثنائي القطب.

صراع المسارات التقنية: GAA والإمداد بالطاقة من الخلف

1. ترانزستورات GAA

أحد الابتكارات الأساسية في 18A هو ترانزستور GAA (البوابة الشاملة). على عكس FinFET التقليدي، يغلف GAA البوابة بالكامل حول القناة، مما يقلل بشكل فعال تيار التسرب ويعزز تيار التشغيل. تنتج إنتل GAA لأول مرة على 18A، بينما تقدم TSMC التقنية فقط في عقدة N2. كانت TSMC تركز سابقًا على تحسين FinFET، معتقدة أن GAA ضروري فقط في العقد الأصغر. لكن التحول في المسار التقني يجلب تحديات في الإنتاجية: كان من المقرر أن يبدأ إنتاج N2 من TSMC في 2025، لكن إدخال GAA قد يتأخر، بينما تخطط إنتل لبدء إنتاج 18A في النصف الثاني من 2024.

2. الإمداد بالطاقة من الخلف (PowerVia مقابل SPR)

تنقل تقنية PowerVia من إنتل أسلاك الطاقة إلى الجزء الخلفي من الشريحة، تاركة فقط توصيلات الإشارات في المقدمة، مما يخفف ازدحام الأسلاك ويقلل انخفاض الجهد. تعمل TSMC بالتوازي على تطوير حل مماثل يسمى SPR في N2. تقنية الإمداد بالطاقة من الخلف ضرورية للتغليف المتقدم والتكامل متعدد الرقاقات، ويمكن أن تحسن كفاءة الطاقة. حققت إنتل أول تحقق من الإنتاج الضخم لهذه التقنية، مما يمنحها أفضلية الريادة.

الحواجز التقنية

• صعود منحنى الإنتاجية: التعقيد التصنيعي لـ GAA والإمداد بالطاقة من الخلف مرتفع للغاية، ويتطلب عمليات حفر وترسيب وقياس جديدة تمامًا. تستخدم إنتل طبقات عديدة من الطباعة الضوئية بالأشعة فوق البنفسجية القصوى (EUV) على 18A، وتواجه سلسلة توريد المقاوم الضوئي والأقنعة تحديات.
• التكيف البيئي: يجب أن تدعم أدوات EDA قواعد التصميم للهياكل الجديدة، وتحتاج مكتبات IP إلى إعادة التحقق. النظام البيئي لمنصة الابتكار المفتوحة (OIP) لـ TSMC ناضج جدًا، بينما لا يزال النظام البيئي لخدمات التعاقد من إنتل قيد الإنشاء.

تحليل سلسلة الصناعة (Industry Chain Analysis)

المنبع: المعدات والمواد- آلة الطباعة الحجرية الضوئية: تُعد تقنية EUV عالية الفتحة العدديّة (High-NA EUV) من ASML مفتاحًا لإنتاج GAA بكميات كبيرة. اشترت إنتل الدفعة الأولى من أجهزة High-NA، بينما تتخذ TSMC نهجًا أكثر حذرًا. - الترسيب/النقش: يتطلب GAA الترسيب الذري للطبقات (ALD) والنقش الذري للطبقات (ALE)، وسيستفيد كل من Applied Materials (AMAT) وLam Research (LAM) وTokyo Electron (TEL). - المواد: تتطلب التغذية الخلفية مواد عازلة جديدة ووصلات معدنية، ويواجه موردو رقائق السيليكون Shin-Etsu وSUMCO، بالإضافة إلى مصنعي المقاوم الضوئي JSR وShin-Etsu Chemical، طلبًا جديدًا.

القطاع الأوسط: التصنيع والتعبئة

• إنتل: تختبر إنتاج تقنية 18A في مصانع أوريغون وأيرلندا، وتخطط للتوسع في أريزونا وأوهايو مستقبلًا. لكن النفقات الرأسمالية ضخمة، وتستمر خسائر أعمال التصنيع التعاقدي لإنتل.
• TSMC: تخطط لتصنيع تقنية N2 في مصانع تايوان (سينشو وكاوهسيونغ) وأريزونا بالولايات المتحدة. سرعة توسع الطاقة الإنتاجية محدودة بالمعدات والمواهب.
• التعبئة المتقدمة: تُعد تقنيتا CoWoS والتراص ثلاثي الأبعاد أساسيتين لرقائق الذكاء الاصطناعي. تقنيتا Foveros وEMIB من إنتل ناضجتان، لكن نظام 3D Fabric من TSMC أوسع انتشارًا.

القطاع السفلي: العملاء النهائيون

• عمالقة الذكاء الاصطناعي: تعتمد Nvidia وAMD وGoogle وAmazon وغيرها على TSMC منذ فترة طويلة. تحويل Apple لبعض الطلبيات إلى إنتل يمثل تحولًا في الموقف.
• Apple: استخدام رقائق إنتل يسرّع تنويع معالجات Mac وSoC الخوادم، مما يقلل الاعتماد على مورد واحد.

تطور المشهد التنافسي

| البُعد | إنتل 18A | TSMC N2 | |--------|----------|---------| | موعد الإنتاج الضخم | النصف الثاني من 2024 (مخطط) | النصف الثاني من 2025 (مخطط) | | نوع الترانزستور | GAA (RibbonFET) | GAA (Nanosheet) | | التغذية الخلفية | PowerVia | SPR | | الإنتاج السنوي | 3-5 ملايين رقاقة | حوالي 17 مليون رقاقة (بما في ذلك جميع العقد) | | نظام العملاء | قلة مثل Apple وAWS | Nvidia وAMD وQualcomm وBroadcom وغيرها | | حصة إيرادات التصنيع التعاقدي | أقل من 10% (من إجمالي إنتل) | 100% |

• في ظل المشهد الحالي، لا تقل تقنية 18A من إنتل من حيث المواصفات الفنية عن N2 من TSMC، لكنها في وضع ضعف من حيث الطاقة الإنتاجية وثقة العملاء. تعتبر طلبيات Apple بمثابة تأييد حاسم لإنتل، لكن الشحنات بكميات كبيرة لا تزال بحاجة إلى وقت. مع تجاوز معدل النمو السنوي لطلب رقائق الذكاء الاصطناعي 50%، قد يتضاعف الطلب على الطاقة الإنتاجية للعقد المتقدمة دون 7 نانومتر بحلول عام 2027. سرعة توسع TSMC محدودة بالمساحة المادية ومواعيد تسليم المعدات، مما يخلق نافذة فرصة لإنتل.- الولايات المتحدة: يتوافق التصنيع المحلي لشركة إنتل مع أهداف قانون الرقائق، ويساعد في تقليل الاعتماد على آسيا. لكن تكاليف العمالة وتأخيرات البناء لا تزال تحديات.
• تايوان الصينية: تواجه TSMC خطر تحويل الطلبات، لكنها ستحتفظ بأكثر من 70% من حصة سوق العقد الأقل من 3 نانومتر بفضل حجم طاقتها الإنتاجية ونضج تقنياتها.
• اليابان: تحاول شركات مثل Rapidus وSony اللحاق بالركب، لكن الفجوة لا تزال كبيرة جدًا.
• كوريا الجنوبية: تعاني سامسونج من ضعف إنتاجية تقنية GAA بعقد 3 نانومتر، مما يجعل من الصعب تهديد العملاقين على المدى القصير.
• أوروبا: قد تستفيد خطط إنتل لبناء مصانع في أوروبا (ألمانيا، أيرلندا)، لكن سلسلة التوريد المحلية ضعيفة.

منظور استثماري

ارتفع سهم إنتل من 20 دولارًا في خريف 2025 إلى أكثر من 120 دولارًا (زيادة بنسبة 500%)، مما يعكس التفاؤل في السوق بشأن نموذج المورد المزدوج. على المدى الطويل، إذا حققت أعمال التعاقد في إنتل أرباحًا بحلول عام 2027، فإن تقييمها سيتم إعادة تقييمه؛ ولكن إذا لم تكن إنتاجية تقنية 18A كما هو متوقع، فإن خطر انخفاض السهم كبير. يتأثر تقييم TSMC بارتفاع الإنفاق الرأسمالي وزيادة المنافسة، لكن خندقها التكنولوجي لا يزال عميقًا.

التوقعات طويلة المدى (3-10 سنوات)

• 2026-2027: تدخل تقنية 18A من إنتل مرحلة الإنتاج الضخم، وقد يصل الإنتاج السنوي إلى 4-6 ملايين رقاقة. تبدأ TSMC إنتاج N2، وتستقر إنتاجية GAA تدريجيًا. يظهر نموذج المورد المزدوج.
• 2028-2030: تظهر "قابلية نقل التصميم" لعقد أقل من 3 نانومتر، حيث يمكن للعملاء استخدام كلا الموردين. قد تحصل إنتل على بعض طلبات NVIDIA.
• بعد 2030: يصبح التغذية الخلفية (backside power delivery) معيارًا. إذا واصلت إنتل الاستثمار، فقد تصل حصتها السوقية إلى 30-40% مقابل TSMC.

الخاتمة

لأول مرة، تقنية 18A من إنتل تمتلك القدرة على المنافسة المباشرة مع TSMC، لكن قصور طاقتها الإنتاجية ونظامها البيئي يعني أن التغيير الجذري في مشهد التعاقد العالمي سيستغرق 3-5 سنوات. يوفر ازدهار الطلب على رقائق الذكاء الاصطناعي أساسًا سوقيًا لنموذج العملاقين، بينما يمثل طلب أبل نقطة تحول. في المستقبل، ستنتقل سلسلة توريد أشباه الموصلات من "عملاق واحد مع عدة لاعبين قويين" إلى "عملاقين متوازيين"، لكن يجب الحذر من عدم اليقين الناتج عن تنفيذ إنتل وردود فعل TSCOM.