aleqt (10828) 2023/06/04

إصدار يومي باتفاق خاص مع صحيفة «فاينانشيال تايمز» البريطانية في "غرفة نظيفة" داخل المقر المترامي الأطراف لشركة أيه إس إم إل في بلدة فيلدهوفن الهولندية، يتنفس عشرات من الرجال والنساء الذين يرتدون بذلات وقاية هواء أنقى عشرة آلاف مرة من الهواء في غرفة العمليات. يعملون هناك على أول نموذج أولي لأحدث منتج لصناعة أدوات الرقائق: الجيل الأحدث من آلات الطباعة بالأشعة فوق البنفسجية الخالصة التي ستستخدم في طباعة ترانزستورات بصغر حجم قطر الكروموسوم البشري على ألواح من السيليكون لصنع أشباه المـوصـات. من المقرر أن يتم شحن آلة الطباعة بالأشعة فوق البنفسجية الخالصة هـذه، إلى شركة إنتل هذا العام بتكلفة تزيد مليون يورو. 350 على دون آلات الطباعة الحجرية من شركة أيه إس إم إل، ستكون المنتجات المنتشرة كأجهزة آيفون من شركة أبل، أو المتطورة كرقائق شركة إنفيديا التي تشغل برمجية شات جي بي تي مستحيلة. ثلث شركـات فقط في العالم -إنتل، وسامسونج، وتي إس إم سي- قـــادرة عـ تصنيع المعالجات المـتـقـدمـة الـتـي تجعل هـذه المنتجات ممكنة. وتعتمد جميعها على أحدث معدات شركة أيه إس إم إل للقيام بذلك. لــقــد ضـمـنـت الابـــتـــكـــارات الـتـي حققتها شركـــة أيـــه إس إم إل استمرار تقليص حجم الترانزستورات، وبالتالي جعل الرقائق أكثر قوة. أصبحت وتيرة التقدم في صناعة التكنولوجيا على مدى العقود الخمسة الماضية ممكنة عبر الزيادات المتسارعة في كثافة ترانزستور أشباه الموصلت. تم توقع معدل الإنتاج هذا من قبل جــوردون مور المؤسس المشارك لشركة إنتل، الذي قال "إن عدد الترانزستورات 1965 عام المدمجة في الرقاقة سيتضاعف كل عام تقريبا -وهو توقع، تم تعديله لاحقا ليصبح كل عامين- أصبح يعرف باسم قانون مور. بينما كانت شركة إنتل نفسها مسؤولة عن كثير من هذا التقدم، عـ ابـتـكـاراتـهـا المستمرة في تصنيع أشباه الموصلت وهندسة العمليات، إلا أن شركـة أيـه إس إم إل ينظر إليها الآن على أنها هي التي يبقى قانون مور حيا، بمساعدتها على تصنيع رقائق 50 بحجم ظفر يمكن أن تسع نحو مليار ترانزستور. يقول جيمي ميلز أوبراين، مدير للستثمار في شركة أبردن، واحدة مستثمرا في شركة أيه 50 من أكبر إس إم إل "ما الذي دفع قانون مور؟ إنها الطباعة الحجرية". ينعكس هذا التحول في القيمة عــ تقييمات ســـوق الأسـهـم للشركتين. شركة أيه إس إم إل، المدرجة في أمستردام ونيويورك، تـسـاوي الآن نحو ضعف قيمة شركة إنتل. فوتت شركة الرقائق الأمريكية الـرائـدة إلى حد كبير الاتـجـاهـات الـكـ ى في العقد المـــاضيفي الـهـواتـف الذكية والذكاء الاصطناعي، لأنها لم تكن قـادرة على مواكبة شركة تي إس إم سي التايوانية لصناعة الرقائق، وهي واحـدة من أوائـل الشركات التي تبنت تكنولوجيا شركة أيه إس إم إل للطباعة بالأشعة فوق البنفسجية الخالصة. مــع ذلـــك، صـانـعـو الـرقـائـق يواجهون الآن تحديا صعبا. تأخرت تنبؤات مـور عن الجدول الزمني وأصبح الإيقاع الآن أقرب إلى ثلثة 3 أعـــوام. سيتبع أحــدث رقـائـق نانومترات التي يتم إنتاجها بكميات كبيرة لأجهزة آيفون هذا العام ما 2 يراه بعضهم قفزة أكبر للأمام إلى . يقول 2025 نانومترين بحلول عام بن باجارين، محلل التكنولوجيا في شركة كرييتيفستراتيجيز التي يوجد مقرها في وادي السيليكون "بمجرد 1 نانومتر، ربما 1.5 أن تصل إلى نانومتر، فإن قانون مور يكون قد في المائة. ببساطة، من 100 مات المستحيل أن يستمر". تحدى مهندسو الرقائق توقعات انتهاء قانون مـور لأعــوام. لكن عـدد الترانزستورات التي يمكن تعبئتها في قالب من السيليكون بدأ بالوصول إلى الحدود الأساسية للفيزياء. ويخشى بعضهم من زيـــادة عـيـوب التصنيع نتيجة لذلك. ارتفعت تكاليف التطوير بالفعل وبحسب باجارين "اختفت اقتصادات القانون". أدى ذلـك إلى انـدفـاع مصممي الرقائقخلل الأعوام القليلة الماضية للبحث عن طرق بديلة للحفاظ على التقدم في قـوة المعالجة، بدءا من تكنولوجيات التصميم الجديدة والمواد لاستخدام الذكاء الاصطناعي الـذي تم تمكينه بوساطة أحدث الرقائق للمساعدة عـ تصميم الرقائق الجديدة. وعـــ المــحــك لـيـس فقط الـحـفـاظ عــ وتـــ ة الابـتـكـار الذي دعم صناعة التكنولوجيا، وبالتالي استمرار النمو الاقتصادي والتحسينات الجذرية في حياتنا اليومية لعقود من الزمن. إذا كان للتطورات من الذكاء الاصطناعي والميتافيرس والتطورات الموعودة منذ فترة طويلة في مجال الطاقة النظيفة والنقل المستقل سترقى إلى مستوى إمكاناتها، فعندها يجب أن تــزداد الرقائق رخصا، وقوة، وكفاءة باستمرار. حذر مور -الذي توفي في آذار عندما أحيت ورقته 2015- ) (مارس 50 البحثية الأصلية الـذكـرى الــ لنشرها، قائل "يجب أن يتوقف التسارع يوما مـا. لن يستمر أي تسارع بهذا المستوى إلى الأبد". النمو المتسارع إذا كانت شركة أيه إس إم إل ستحافظ على قانون مـور، فإنها مضطرة إلى إنفاق المليارات -مع تحقيق مآثر كبيرة في الفيزياء والهندسة- للقيام بذلك. شركة أيه إس إم إل، التي انبثقت عن شركة فيليبس في الثمانينيات، بدأت عملياتها في كابينة متنقلة في موقف السيارات الخاص بشركتها الأم في أيندهوفن، وهي مدينة 300 صغيرة يقل عدد سكانها عن ألف نسمة. اليوم، تعد أيه إس إم إل شركة التكنولوجيا الأعلى قيمة في أوروبـا، برسملة سوقية تبلغ مليار يورو. 275 نحو مـــن مــقــرهــا الـــرئـــيـــسفي فيلدهوفن، عـ بعد بضعة كيلومترات فقط من تلك الكابينة المتنقلة، تنتج شركة أيه إس إم إل آلات قادرة على تبخير قطرات صغيرة من القصدير المنصهر ألف مرة في الثانية، 50 تصل إلى 13.5 ما ينتج عنه طول موجي يبلغ نانومتر. ثم يرتد ضوء الطباعة بالأشعة فوق البنفسجية المتطرفة هذا عن سلسلة من المرايا داخل حجرة مفرغة، ويتم تضييقه وتركيزه حتى يصطدم برقاقة من السيليكون. يقول بيتر وينينك، الرئيس التنفيذي لشركة أيـه إس إم إل "قانون مـور وسيلة اقتصادية: يمكنك مضاعفة الأداء كل عامين إلى ثلثة أعوام بالتكلفة نفسها". لكنه يضيف "هناك وظيفة أخرى لقانون مور لا يتحدث عنها أحد: قانون مور للتعقيد. يوجد جيل جديد من الرقائق كل عامين إلى ثلثة أعـوام. لكن الأمر لا يصبح أسهل. بل يزداد التعقيد أضعافا مضاعفة". تعد آلــة الفتحة العددية "إن أيـه" المتقدمة أحـدث نتاج لاستثمارات الشركة الضخمة في البحث والتطوير، التي ارتفعت مليار يورو 3.3 في المائة إلى 30 . توسع الفتحة العددية 2022 في المتقدمة بشكل أسـاسي الفتحة العددية -أو نطاق الزوايا- التي مـن خللها يمكن ثني الضوء وانبعاثه، ما يسمح له بإنشاء أنماط ترانزستور أصغر على رقاقة. لدى شركة أيه إس إم إل خمسة عملء فقط لآلات الطباعة بالأشعة فوق البنفسجية المتطرفة الحالية، شركة تي إس إم سي في تايوان، وشركتا سامسونج وإس كيه هاينكس في كوريا الجنوبية، وشركتا إنتل ومايكرون في الولايات المتحدة. وجميعها طلبت أحدث طراز. احتكار الشركة الهولندية آلات الطباعة بالأشعة فوق البنفسجية المتطرفة، وهي أيضا أكبر منتج لآلات الأشعة فـوق البنفسجية العميقة "دي يو في" التي تعد ضروريـــة لإنـتـاج الرقائق الأكـ والأكـــ انـتـشـارا في السيارات والأجهزة المنزلية، جعلها تحظى بمشجعين في وول ستريت وكذلك في وادي السيليكون. تضاعفت أربـاح شركة أيه إس إم إل خـال الأعـــوام الخمسة الماضية، مع ارتفاع مشابه بنسبة في المائة فيسعر سهمها منذ 300 .2018 منتصف عام ورغـم كونها في وسط معركة جيوسياسية شرســة حاليا بين الولايات المتحدة والصين، ورغم التباطؤ الأوسـع في الطلب على الرقائق بعد أن أدى الازدهــار الناجم عن الجائحة إلى تخمة في المخزون، تراهن شركة أيه إس إم إل على مضاعفة حجم سوق أشباه الموصلت في الأعوام المقبلة من 1.3 مليار دولار اليوم إلى 600 .2030 تريليون دولار بحلول عام مليار دولار من 40 لديها الـطـلـبـات المــ اكــمــة لإثـبـات أن الطلب لا يـزال مرنا وتخطط لاستثمار أكثر من أربعة مليارات يورو في البحث والتطوير بحلول للحفاظ على وتيرة 2025 عـام الابتكار لديها. إذا كانت نهاية قانون مور تهدد كل ذلك، فإن وينينك يقوم بعمل جيد للتظاهر بخلف ذلك. يقول "إنه غير قلق على الإطـاق بشأن ذلك"، لكنه يقر بأن توقع التقدم المستمر هو "أكبر منافس" لشركة أيه إس إم إل. يضيف "إننا نقدم أغلى آلة في عملية الإنتاج. إذا لم نتمكن من تزويد عملئنا بالقدرة على خفض التكلفة أو زيادة القيمة، فسيجد عملؤنا طرقا أخرى". توسيع نطاق قانون مور بـدأ مصممو الرقائق بالفعل في التخطيط لمثل هذا الاحتمال. يـقـول نايجل تـــوون، الرئيس التنفيذي لشركة جرافكور الناشئة لرقائق الذكاء الاصطناعي، مقرها المملكة المتحدة "هناك كثير من الأدوات في الصندوق لحشر مزيد من الترانزستورات". حسن خان، الزميل التنفيذيفي جامعة كارنيجي ميلون الذي يقود عمل الشبكة الوطنية الأمريكية لتقييم التكنولوجيا الحرجة في مجال أشباه الموصلت وسلسل التوريد، يقول "ربما انتهى قانون مور، لكن هذا لا يعني أن الابتكار قد مات". ويضيف "يـوجـد في المجال الــعــام خـلـط بــ قــانــون مـور والتقدم التكنولوجي، كما لو أن الشيء الوحيد الذي يدفع الابتكار هو الترانزستورات الأرخص ثمنا. البشر أذكياء من حيث العثور على العقبات وإيجاد السبل للتغلب عليها". بعد عـدة عقود مكنت فيها "وحدة المعالجة المركزية" التي ابتكرتها شركـة إنتل، من إنشاء أجهزة حاسوب للأغراض العامة، على غـرار أجهزة الحاسوب ذات الأغــراض المتعددة مثل أجهزة الحاسوب والهواتف الذكية "فإن الصلة بـ الأجــهــزة والـ امـج في طريقها للعودة"، كما يقول أوندريج بوركاكي، الـذي يشارك في قيادة ممارسة ماكينزي لأشباه الموصلت. ولعل أجهزة آيفون المثال الأكثر انتشارا على ذلك. تعد الرقائق المتخصصة جزءا كبيرا من كيفية تمكن شركة أبل من الاستمرار في تمييز هواتفها الذكية عن تلك التي تعمل بنظام أندرويد من شركة جوجل. شركة أبل قادرة على تطوير ميزات برامج أجهزة آيفون محددة بالتنسيق مع فريق تصميم السيليكون الداخلي الخاص بها، الذي يضم الآن آلاف الأشخاص. ويعد ذلك أكثر صعوبة بالنسبة إلى مصنعي نظام أندرويد لأن برمجية جوجل يجب أن تدعم آلافا من أنواع الهواتف المختلفة، بـــدءا مـن الـهـواتـف الأساسية الرخيصة إلى أحدث طراز رائد من شركة سامسونج بتكلفة تصل إلى ألف دولار. تعمل شركــة أبــل عـ ضبط رقائق الهواتف الذكية القياسية في الصناعة، التي صممتها شركة آرم البريطانية، لضمان أداء أسرع أو عمر أطول للبطارية لأجهزة آيفون الخاصة بها. لقد أصبحت جيدة جـدا في ذلــك، فقد تمكنت من استبدال رقاقة شركة إنتل برقاقة مخصصة منشركة آرم لأجهزة ماك .2020 عام بينما يسعى المصممون إلى تحقيق أداء أعلى من أي وقت مضى لمهام معينة، فإن بعض الشركات يتجاوز ذلك بإعادة التفكير في "بنية" الرقائق، أو أساسيات كيفية تصميم المعالجات وتعبئتها. يمكن للشركات مثل جرافكور "البدء من الصفر"، حسب قول تــوون. "عليك التفكير أكـ في البنية المناسبة للتطبيق الصحيح". تعلمت "إنفيديا"، شركة أشباه الموصلت الأكثر قيمة في العالم حاليا برأسمال سوقي وصل إلى تريليون دولار الأسبوع الماضي، من تجربتها الخاصة مع بطاقات الرسومات المتخصصة لألعاب الفيديو والعلماء الباحثين قبل تحقيق نجاح كبير عندما أصبحت وحــــدات معالجة الـرسـومـات الخاصة بها أمرا ضروريا لكل شركة ذكـاء اصطناعي. تتوافق كل من الرسومات والـذكـاء الاصطناعي جيدا مع تكنولوجيا "المعالجة المتوازية" من شركة إنفيديا، التي تم تصميمها للتعامل مع المهام المتكررة مثل عرض المضلعات أو تحليل الخوارزميات. عاما الأولى من 30 على مدار الـ وجود شركة إنفيديا، يقول جنسن هوانج رئيسها ومؤسسها المشارك "كنا الشركة التي يتم الاتصال بها لحل المعضلت شبه المستحيلة". تكمن المشكلة في أن الأحجام المتضمنة في خدمة قطاعات الأبحاث مثل البيولوجيا الحاسوبية والمجالات المشابهة كانتصغيرة، كما أخبر "فاينانشيال تايمز". قال "تميز عمل شركتنا بنهج (نحل المشكلت العسيرة) ثـم فجأة انتهى قانون مور (...) والآن أصبحنا شركة الحوسبة التي تتجه نحوها إذا كنت ترغبفي النمو". مع ذلك، إحدى عواقب تركيز ابتكار الرقائق بشكل ضيق هي أن أي اختراقات تميل إلى أن تكون محمية بحماس أكبر وأقل قابلية للتحويل إلى السوق الأوسع. يقول خان "خلل التسعينيات ، التكلفة لكل 21 وأوائل القرن الـ ترانزستور والقدرة على تصنيع رقـــاقـــات أكـــ تـعـقـيـدا كانت مجانية تقريبا للصناعة بأكملها. الآن الحوسبة ليست تكنولوجيا ذات أغـراض عامة (...) إذا كنت أقــوم بتحسين الرقائق للذكاء الاصطناعي، فقد يجعل ذلك برمجية جي بي تي أكثر كفاءة أو قـوة، لكن قد لا تمتد إلى بقية الاقتصاد". المنطقة الـرئـيـسـة الأخـــرى للبتكار هي "تعبئة" الرقائق. بدلا من طباعة كل مكون على قطعة السيليكون نفسها، لإنشاء ما يعرف باسم "نظام على رقاقة"، تتحدث شركات أشباه الموصلت الآن عن إمكانات "الـ ائـح" التي تسمح بخلط "وحــدات البناء" الأصغر ومطابقتها، ما يـؤدي إلى مرونة جـديـدة في التصميم وتحديد مصادر المكونات. وصفت شركـة إنتل الشرائح بأنها "المفتاح لتمديد قانون مور خلل العقد المقبل وما بعده"، وجمعت في العام الماضي اتحادا من صانعي الرقائق والمصممين، بمــا في ذلـــك شركــــات تي إس إم سي، وسـامـسـونـج، وآرم، وكوالكم، لوضع معايير لبناء هذه المعالجات الشبيهة بلعبة الليجو. يقول ريتشارد جريسنثويت، كبير المهندسين في شركة آرم، "إن إحدى مزايا الشرائح المعدنية مـقـارنـة بـالـرقـائـق التقليدية (المتجانسة) هـي أن الشركات يمكنها جمع المعالجات المعقدة والمكلفة مع المعالجات القديمة والأرخــص". الحيلة، كما يحذر، "هي ضمان أن التكلفة المضافة لتعبئة المكونات المتعددة معا يتم تعويضها أكثر عبر التوفير من استخدام بعض الأجزاء القديمة وغير المكلفة". مسألة تتعلق بالفيزياء الأفكار الجديدة تأتي مع عقبات جديدة. وفقا لبوركاكي، من شركة ماكينزي، التحدي الرئيس لعديد من هذه الابتكارات هو أنها تميل إلى صنع رقائق أكبر حجما، يؤدي بدوره إلى إيجاد مساحة سطح أكبر للعيوب. يقول "عادة ما يكون العيب من الشوائب، سقوط أي جسيم من الهواء أو من العملية الكيميائية على السطح، يمكن أن يقتل وظيفة الرقاقة. ويصبح الاحتمال أعلى عندما تكون الشريحة أكبر حجما". يمكن أن تكون لذلك آثار وخيمة في عوائد إنتاجية صانعي أشباه الموصلت، التي يقول بوركاكي "إنها يمكن أن تنخفض إلى ما في المائة، ما يجعل 50 و 40 بين العملية أكثر صعوبة من الناحية الاقتصادية". كذلك يمكن أن تستهلك الرقائق الأكـ حجما والأكـ قوة مزيدا من الكهرباء، الأمر الذي ينتج عنه قدر كبير من الحرارة داخل مركز البيانات بحيث تكون أنظمة التبريد الأكثر كثافة في استخدام الطاقة -مثل التبريد بالغمر- مطلوبة لتحقيق أعلى أداء. لكنفي الطرف الآخر من الميزان قد تسبب الرقائق الأصغر حجما أيضا مشكلت تتعلق بالموثوقية، وفقا لبعض الباحثين. نشر فريق ورقة بعنوان 2021 في جوجل عام "النوى التي لا يتم احتسابها"، بعد أن لاحظ مهندسو مركز البيانات التابع للشركة ما وصفوه بالسلوك "الزئبقي" من قبل الرقائق المدفونة في مراكز البيانات الضخمة التي تمتلكها. كتب مهندسو جوجل، بقيادة بيتر هوشيلد "نظرا لأن تصنيع الرقائق يدفع نحو أحجام أصغر (...) لاحظنا أخطاء حسابية سريعة الــزوال لم يتم اكتشافها أثناء اختبارات التصنيع. والأسـوأ من ذلك، أن هذه الإخفاقات غالبا ما تكون (صامتة). إن العرض الوحيد هو الحساب الخاطئ". خلص هوشيلد إلى أن "السبب الأسـاسي" هو "أحجام الميزات الأصــغــر مــن أي وقـــت مـ " التي تقترب من حـدود تحجيم السيليكون، إلى جانب "التعقيد المتزايد باستمرار في التصميم البنيوي لها". يقول بوركاكي "حتى الآن كان الالتزام بقانون مور يمثل تحديا صناعيا. لا أريد التقليل من شأن ذلك -فقد كان أمرا مربكا وصعبا للغاية- لكننا وصلنا إلى نقطة نتحدث فيها الآن عن الفيزياء (...) نحن نصل حاليا إلى الذرة الواحدة التي تعد حتى الآن الحد النهائي في الفيزياء". يـومـا مــا، قـد تحقق أجهزة الحاسوب الكمي القفزة الموعودة للأمام في قـوة الحوسبة، على غرار التطورات في السيليكون التي بـدأت في الستينيات. لكن حتى أكثر المدافعين عن الكم تفاؤلا يعترفون بأن الأمـر قد يستغرق أكثر من عقد لجعلها مفيدة لمهام الحوسبة العملية اليومية. في غضون ذلـك، يشعر تون بالتفاؤل بأن رقائق، مثل رقائق جـراف كـور، ستكون قــادرة على تحقيق أنواع جديدة من التقدم. يقول "وجهة نظري في المسألة هي (...) أننا سنبني أجهزة حاسوب قوية جدا، وذكاء اصطناعيا قويا جدا، بحيث نكون قادرين على فهم كيفية عمل الجزيئات، ومن ثم نبدأ باستخدام أجهزة الحاسوب التي تعمل بالذكاء الاصطناعي لبناء أجهزة حاسوب جزيئية". "فـكـرة التفرد هــذه -عندما يتفوق الـذكـاء الاصطناعي على الذكاء البشري- غير صحيحة، لكن فكرة أنه يمكنك استخدام الذكاء الاصطناعي لإيجاد النطاق القادم للحوسبة هي فكرة عملية تماما". تحدى مهندسو الرقائق توقعات بانتهاء قانون مليار 50 مور وأنتجوا رقائق بحجم ظفر تسع ترانزستور، لكن عدد الترانزستورات بدأ الوصول إلى الحدود الأساسية للفيزياء. السؤال الكبير: إلى أي مدى يمكن للرقائق أن تصبح أصغر؟ ماكينة بحجم حافلة تستخدمها شركة أيه إس إم إل لصناعة الرقائق في مقرها في مدينة فيلدهوفن الهولندية. من لندن تيم برادشو من فيلدهوفن وآنا جروس بدأت «أيه إس إم إل» عملياتها في الثمانينيات داخل كابينة متنقلة في موقف للسيارات وهي اليوم شركة التكنولوجيا الأعلى قيمة في أوروبا تراهن «أيه إس إم إل» على مضاعفة 600 حجم سوق أشباه الموصلت من تريليون 1.3 مليار دولار اليوم إلى 2030 دولار بحلول عام مليار دولار 40 » لدى «أيه إس إم إل 4 من الطلبات وتخطط لاستثمار مليارات يورو في البحث والتطوير للحفاظ على وتيرة الابتكار التقدم في صناعة التكنولوجيا على الماضية أصبح 5 مدى العقود الـ ممكنا عبر الزيادات المتسارعة في كثافة ترانزستور أشباه الموصلت بيتر وينينك، الرئيس التنفيذي لشركة أيه إس إم إل. 11 NO.10828 ، العدد 2023 يونيو 4 هـ، الموافق 1444 ذو القعدة 15 الأحد