מהנדסים מאוניברסיטת קליפורניה בסן דייגו פיתחו אבטיפוס לשבב חדש שנועד לשפר את הדרך שבה מועבר חשמל למעבדים גרפיים, GPUs, במרכזי נתונים. המחקר, שפורסם ב־Nature Communications, עוסק באחד האתגרים הבסיסיים של מערכות מחשוב מודרניות: כיצד להמיר ביעילות מתח חשמלי גבוה למתח נמוך בהרבה, הדרוש להפעלת רכיבי מחשוב רגישים.

מרכזי נתונים מודרניים צורכים כמויות הולכות וגדלות של חשמל, בעיקר בשל הביקוש למחשוב עתיר ביצועים ולבינה מלאכותית. ברוב המערכות האלה החשמל מופץ במתח של 48 וולט, אך המעבדים הגרפיים עצמם זקוקים בדרך כלל למתח נמוך בהרבה, בטווח של 1 עד 5 וולט. תהליך ההמרה הזה, המכונה DC-DC step-down conversion, חיוני כמעט בכל מערכת אלקטרונית, אך הוא נעשה מאתגר יותר ככל שהמערכות חזקות וצפופות יותר.

ממירי מתח מקובלים מבוססים בדרך כלל על רכיבים מגנטיים, בעיקר סלילים. במשך השנים שופרו רכיבים אלה מאוד, אך החוקרים מציינים כי הם מתקרבים למגבלות המעשיות שלהם. לפי פרופ' פטריק מרסייה, מהמחלקה להנדסת חשמל ומחשבים בבית הספר להנדסה ג'ייקובס באוניברסיטת קליפורניה בסן דייגו, התכנון של ממירים אינדוקטיביים הגיע לרמה גבוהה כל כך עד שנותר מעט מקום לשיפור משמעותי לקראת צורכי הדורות הבאים.

הגישה החדשה מבוססת על מהודים פיאזואלקטריים. בניגוד לסלילים, המאחסנים ומעבירים אנרגיה באמצעות שדות מגנטיים, מהודים פיאזואלקטריים עושים זאת באמצעות תנודות מכניות. עקרונית, רכיבים כאלה עשויים להיות קטנים יותר, בעלי צפיפות אנרגיה גבוהה יותר, יעילים יותר ומתאימים יותר לייצור בקנה מידה גדול. עם זאת, גרסאות קודמות של ממירים פיאזואלקטריים התקשו לשמור על יעילות גבוהה כאשר נדרש פער גדול בין מתח הכניסה למתח היציאה.

כדי להתמודד עם הקושי הזה, צוות המחקר פיתח תכנון היברידי. הוא משלב מהוד פיאזואלקטרי עם קבלים קטנים וזמינים מסחרית, המסודרים בתצורה ייחודית. הסידור הזה מאפשר למעגל להתמודד טוב יותר עם ירידת מתח גדולה, מפחית איבודי אנרגיה ומקטין את העומס על המהוד עצמו.

בניסוי המעבדה הצליח אבטיפוס השבב להמיר מתח של 48 וולט ל־4.8 וולט, רמה המקובלת במרכזי נתונים. יעילות השיא שנמדדה הייתה 96.2%. בנוסף, השבב סיפק זרם יציאה גבוה פי ארבעה בערך לעומת תכנונים פיאזואלקטריים קודמים. המשמעות היא שהטכנולוגיה אינה רק חסכונית יותר, אלא גם מתקרבת יותר ליכולת אספקת הספק הדרושה למערכות מחשוב מעשיות.

למרות התוצאות המבטיחות, החוקרים מדגישים כי מדובר עדיין בטכנולוגיה בשלבי פיתוח. ממירים פיאזואלקטריים אינם צפויים להחליף מיד את ממירי המתח הקיימים. יש צורך בשיפור נוסף של החומרים, המעגלים ושיטות האריזה. אחד האתגרים המעשיים הוא שהמהודים הפיאזואלקטריים רוטטים בזמן הפעולה, ולכן אי אפשר בהכרח לחבר אותם ללוחות מעגלים בשיטות הלחמה רגילות. שילובם במערכות אלקטרוניות יחייב שיטות אינטגרציה חדשות.

עם זאת, המחקר מצביע על כיוון אפשרי לשיפור יעילות האנרגיה של מרכזי נתונים. גם שיפור קטן בהמרת מתח יכול להיות משמעותי כאשר הוא מוכפל במיליוני רכיבים שפועלים ברציפות. בעידן שבו מעבדים גרפיים הפכו לתשתית מרכזית של בינה מלאכותית, כל חיסכון באנרגיה, חום ושטח עשוי להשפיע על עלויות התפעול ועל היכולת להרחיב מערכות מחשוב.

המחקר בוצע בידי ג'יי־יאנג קו, ון־צ'ין ב' ליו ופטריק פ' מרסייה, ופורסם ב־17 במרץ 2026 ב־Nature Communications. DOI: 10.1038/s41467-026-70494-0.

FAQ מהיר

מה עושה השבב החדש?
השבב ממיר מתח גבוה למתח נמוך יותר, הדרוש להפעלת רכיבים אלקטרוניים כמו מעבדים גרפיים במרכזי נתונים.

מה החידוש בטכנולוגיה?
במקום להסתמך בעיקר על סלילים מגנטיים, השבב משתמש במהוד פיאזואלקטרי ובקבלים קטנים כדי לבצע את המרת המתח ביעילות גבוהה.

האם השבב כבר מוכן לשימוש מסחרי?
לא. החוקרים מדגישים כי מדובר באבטיפוס מעבדתי. נדרשים עוד שיפורים בחומרים, במעגלים ובשיטות האריזה לפני שימוש במרכזי נתונים.

הפוסט שבב חדש עשוי לשפר את יעילות האנרגיה של מעבדים גרפיים במרכזי נתונים הופיע לראשונה ב-Chiportal.

בהלת הקורונה יצרה משבר גלובלי שטרם ראינו כמותו ונראה כי השפעת הוירוס מבחינה כלכלית ועיסקית תורגש עוד הרבה אחרי שהמשבר הבריאותי יפתר. רבים תוהים האם למשבר הקורונה יש גם מרוויחים בתעשיית האלקטרוניקה והשבבים. כדי למצא תשובה לשאלה זו ביצענו בימים האחרונים סקר בין כמה מהמנהלים הבכירים בתעשיה והנה מה שלמדנו.

חברות השבבים המקומיות עוסקות בפיתוח שבבים ותוכנה בעוד השבבים עצמם מיוצרים במזרח, בעיקר בטיוואן שנפגעה בצורה שולית יחסית וממשיכה ביצור שבבים כמעט כרגיל.

ההשפעה היותר גדולה על חברות ישראליות היא באותם המקרים של חברות המייצרות מיכשור אלקטרוני שרובו מורכב בסין.  חברות ישראליות רבות מייצרות מעגלים מודפסים ומרכיבות בישראל רק חלק קטן מתוצרתן (בעיקר סדרות קטנות וראשוניות) אך כשזה מגיע ליצור המוני הן מעדיפות את היצור במזרח בעיקר בגלל החסכון בעלויות.

פנינו למספר מנהלים בתעשיה ושאלנו כיצד לדעתכם ישפיע המשבר הנוכחי על החלטת חברות ישראליות להעדיף יצור מקומי ומי ירוויח מהמשבר?

צביקה ברעם, סמנכ"ל התפעול הגלובלי של חברת סרגון מאמין כי ארוע סינגולרי גדול ככל שיהיה לא צפוי להשפיע על אסטראטגיה של ארגון. יחד עם זאת הוא מאמין כי אם הודו תשכיל לפתח הזדמנויות אטראקטיביות למשקיעים היא עשויה להיות המרוויחה הגדולה מהמצב הלא מאוזן שבו סין תופסת חלק לא פרופורציונאלי במאזן המסחרי של העולם.

רמי לנגר, COO של חברת קמטק (המייצרת את כל המכונות שלה בישראל) סבור כי יותר חברות יחליטו בעקבות המשבר להעביר הרכבות מסין למדינות אחרות אבל לאו דווקא לישראל אלא למקומות אחרים באסיה. יחד עם זאת, הוא מעריך כי המצב בסין משתפר, חברות ומפעלים פועלים במתכונת כמעט רגילה ובפועל קמטק ממשיכה לספק מכונות מתוצרתה לפי התכנון.

מנהל נוסף בתעשיה שהעדיף להישאר בעילום שם, מאמין כי יש צורך להגדיל ההרכבות בישראל. הוא מעריך כי יהיו הרבה מפסידים מהמשבר אך בין המרוויחים הגדולים תהיינה חברות העוסקות ביצור מכשור רפואי. מנהל אחר בתעשיה חושב שחברות ישראליות יפזרו סיכונים ויצרו מספר אלטרנטיבות כדוגמת סולאראדג' שכבר היום אינה מסתמכת על אתר יצור יחיד. לדעתו יש לא מעט חברות ישראליות הנסמכות על מכניקה, פלסטיקה ויצור מעגלים מודפסים במזרח. כרגע הם יחפשו אלטרנטיבות בישראל וענפים אלה עשויים להרוויח מהמשבר.

טל סגמן, מנכ"ל אבנט ישראל מאמין כי לא נראה גידול במספר ההרכבות בישראל כתוצאה מהמשבר אבל לדעתו חברות ידרשו לחשוב על אלטרנטיבה  ליצור המוני בסין. חלק מהלקוחות כבר פונים לקבלני משנה במזרח אירופה ולכן נראה לו שהיצרנים במזרח אירופה ירוויחו מהמשבר. לדבריו חלקם כבר זוכים להתענינות מלקוחות בתחום המעגלים המודפסים בעיקר.

אלדד יסעור, מנכ"ל המכירות של  Arrow בישראל לא חושש מהשפעות הקורונה. לדבריו התעשיה בסין חזרה לעבודה כמעט סדירה ונראה שהם משתלטים על המצב. לעומת זאת להעביר יצור למקום חדש לוקח הרבה זמן ודורש הרבה משאבים. ומכיוון שההערכות מדברות על השתלטות על המגיפה בתוך חודשים ספורים הוא אינו רואה אפשרות של היערכות מחודשת בתחום היצור וההרכבות. יסעור מסכים כי בטווח הקצר יהיו סקטורים שיצטרכו להצטמצם "עד יחלוף זעם" ואז יחזרו לשגרה בהדרגה. בטווח הבינוני והארוך המצב יחזור לקדמותו וגם הלך הרוח ישתפר.  הסקטורים שירוויחו מהמצב הם כל נותני השרותים או יצרני המוצרים המיידים לטיפול בקורונה כולל חברות הדברה וחיטוי, יצרני מסכות, מדי חום וציוד בדיקה רפואי.

ציפי לנדסמן, מנהלת פעילות Jabil בישראל מוטרדת מהתפשטות הוירוס אך מאמינה כי זו אפיזודה מצערת שתחלוף בקרוב. יחד עם זאת היא סבורה כי אין להתעלם מהעובדה כי תופעות כאלה יכולות לשוב ולהופיע בעתיד ויש להיערך לקראתן עם חלופות הולמות. לנדסמן משוכנעת כי יהיו יצרנים בישראל שירויחו מהמשבר במיוחד אלה העוסקים בפיתוח ויצור מכונות הנשמה וציוד רפואי.

לסיכום ניתן לומר כי מנהלים רבים מאמינים שיהיו ספקי שרותי יצור והרכבה בישראל שירוויחו מהמשבר אך לא צופים גידול משמעותי בתעשיית המעגלים המודפסים או ההרכבות בישראל. יחד עם זאת, משבר הקורונה צפוי לגרום לכך שחברות רבות ידאגו לעבוד עם שני ספקים לפחות (כדי לא להיות תלויים בספק אחד או מדינה אחת). מחוץ לישראל המרוויחים הגדולים עשויים להיות ספקי שרותי הרכבות ויצור בהודו, ויטנאם ומזרח אירופה.

הפוסט האם יש גם מרוויחים ממשבר הקורונה? מסתבר שכן הופיע לראשונה ב-Chiportal.

סמסונג הודיעה בשבוע האחרון על כך שתהפוך לחברה הראשונה שתתחיל בייצור הממוני של טלווזיות תלת ממדיות, הן בטכנולוגיות LED והן בטכנולוגיות LCD.

המכשירים הראשונים הצפויים להכנס לייצור בימים הקרובים הם טלוויזיות full-HD בגדלים 40,46, ו-55 המסתמכים על זכוכיות צמצם תלת ממדיות אקטיביות וישתמש בטכנולוגית 240 הרץ של סמסונג. הטלוויזיה גם תוכל להקרין תכנים דו ממדיים כאשר אין בנמצא תכנים תלת ממדיים.

התמונה התלת ממדית משוחזרת כך שלא תפריע לראיה בין העין השמאלית והימנית הודות להפחתה של 20% בזמן התגובה, העומד כעת על פחות מ-4 מילישניות. הזכוכית תלויה בסטריאוסקופיה ותחילה חוסמת את העדשה השמאלית ולאחר מכן את הימנית כדי לגרום להפרש קטן בין שתי התמונות במטרה ליצור תמונה שתדמה תלת ממד.

החברה הציגה אב טיפוס של טלוויזיה בקוטר 55 אינטש באוקטובר 2009.

למרות ההכרזה, סמסונג לא מסרה מתי יוחל במכירות הטלוויזיות הללו ובכמה יתומחרו.

הפוסט סמסונג מתחילה בייצור המוני של טלוויזיות תלת ממדיות הופיע לראשונה ב-Chiportal.