קווין ז'אנג, סגן מנהל התפעול המשותף וסגן נשיא בכיר לפיתוח עסקי ולמכירות גלובליות ב־TSMC, הציג במסיבת עיתונאים במסגרת TSMC Technology Symposium Europe באמסטרדם מסר ברור: הבינה המלאכותית כבר אינה רק סיפור של חוות שרתים ו־GPU גדולים. השלב הבא שלה יהיה פיזי – כלי רכב, רובוטים, מערכות חישה ויישומי קצה – והוא ידרוש מהתעשייה להגדיר מחדש מהו "שיפור" בטכנולוגיית שבבים.

לדברי ז'אנג, מנוע הצמיחה המרכזי של תעשיית השבבים עבר לבינה מלאכותית ולמחשוב עתיר ביצועים. TSMC מעריכה כי עד סוף העשור שוק השבבים העולמי יעבור את רף 1.5 טריליון הדולר, כאשר AI ו־HPC יהיו אחראים ליותר ממחציתו. המשמעות היא שינוי בסדר העדיפויות: סמארטפונים עדיין חשובים, אך הם כבר אינם המנוע היחיד שמכתיב את קצב ההתקדמות הטכנולוגית.

צוואר הבקבוק: חשמל וחום

הנקודה המרכזית בדברי ז'אנג הייתה כי מגבלת הבינה המלאכותית אינה רק כמה טרנזיסטורים אפשר להכניס לשבב, אלא כמה חישוב אפשר להפיק מכל ואט. לקוחות TSMC, לדבריו, מבקשים ביצועים גבוהים יותר בלי עלייה מקבילה בצריכת החשמל – בדרישות שחוזרות על עצמן במרכזי נתונים, במכשירי קצה, ברכב ובאינטרנט של הדברים.

לכן, יעד היעילות האנרגטית הפך למרכזי במפת הדרכים. ז'אנג הצביע על יעד של שיפור של כ־30% ביעילות האנרגטית מדור טכנולוגי אחד למשנהו, למשל במעבר מ־N2 לדורות מתקדמים יותר כגון A14. מבחינת מרכזי נתונים, זהו שיפור משמעותי הרבה יותר מהתאמות תשתיתיות כמו שינוי מערכות אספקת החשמל, שמניבות בדרך כלל אחוזים בודדים בלבד.

עם זאת, ז'אנג הדגיש כי הטרנזיסטור לא נעלם מהתמונה. להפך: פיתוח טרנזיסטורים מתקדם, ובכלל זה שימוש ב־EUV ובמבני nanosheet, עדיין צורך את עיקר מאמצי המחקר והפיתוח. ההבדל הוא שהצפיפות כבר אינה נמדדת רק בשטח דו־ממדי על פני הפרוסה, אלא בנפח תלת־ממדי של מערכת שלמה.

ממפת דרכים של צמתים למפת דרכים של מערכות

בצד טכנולוגיות הייצור, TSMC מציגה משפחה רחבה של תהליכים מתקדמים. N2, טכנולוגיית ה־2 ננומטר של החברה, נכנסת להאצה מסחרית עם עניין רחב מצד לקוחות. בהמשך צפויות גרסאות משופרות כמו N2U, וכן A16, A14, A13 ו־A12. לפי TSMC, A12 תשלב טכנולוגיית אספקת חשמל מהצד האחורי של השבב, Super Power Rail, ותכוון במיוחד ליישומי AI ו־HPC.

אך החלק החשוב לא פחות הוא האריזה המתקדמת. ז'אנג הציג את CoWoS כאחד ממנועי הצמיחה המרכזיים של AI. הטכנולוגיה מאפשרת לשלב שבבי חישוב גדולים עם זיכרון HBM בתוך מארז אחד, וכך לקצר את המרחק הפיזי שהמידע צריך לעבור. TSMC כבר מייצרת מארזי CoWoS בגודל 5.5 שדות חשיפה, ומתכננת לעבור למארזים גדולים בהרבה, עד 14 שדות חשיפה, שיוכלו להכיל מספר רב של שבבי חישוב וערימות HBM.

המשמעות היא שחוק מור אינו נעלם, אלא משנה צורה. במקום להסתמך רק על הקטנת טרנזיסטורים, TSMC מנסה להגדיל את צפיפות החישוב באמצעות שילוב תלת־ממדי של לוגיקה, זיכרון, חיבוריות ופוטוניקה.

פוטוניקה משולבת: האור נכנס לאריזת השבב

אחד הכיוונים החשובים שהציג ז'אנג הוא מעבר הדרגתי מנחושת לסיבים אופטיים בתוך מרכזי הנתונים. לדבריו, אלקטרונים מצוינים לחישוב, אך פוטונים יעילים יותר להעברת מידע למרחקים קצרים ובינוניים בתוך מערכות גדולות.

כאן נכנסת לתמונה COUPE, טכנולוגיית הפוטוניקה המשולבת של TSMC. הרעיון הוא לקרב את מנוע ההמרה האופטית אל יחידת המיתוג והחישוב, במקום להשאיר את ההמרה ברמת הלוח או המודול החיצוני. שילוב כזה אמור להפחית את צריכת החשמל ואת ההשהיה בתקשורת בין שבבים ובין שרתים. מבחינת AI, שבו מאות אלפי מאיצים צריכים לעבוד יחד, זהו צוואר בקבוק מרכזי.

הבינה המלאכותית יוצאת מהשרתים

חלק בולט בהרצאת ז'אנג הוקדש למה שהוא כינה "בינה מלאכותית פיזית". הכוונה היא למערכות שאינן רק מנתחות טקסט, תמונה או וידאו, אלא פועלות בעולם הפיזי: כלי רכב אוטונומיים, רובוטים תעשייתיים, רובוטים דמויי אדם ומערכות חישה מתקדמות.

ז'אנג תיאר את הרכב כ"רובוט פשוט יחסית" בדרך לדורות מורכבים יותר של רובוטיקה. בניגוד לרובוטים תעשייתיים ישנים, שפעלו לפי תסריט קבוע בסביבה סגורה, רובוטים חכמים יצטרכו להבין סביבה משתנה ולהגיב אליה בזמן אמת. לשם כך הם יזדקקו לשילוב של חישוב, חישה, בקרה, מיקרו־בקרים, ניהול הספק וזיכרון – לא רק למעבד אחד חזק.

בהקשר זה הכריזה TSMC גם על N2A, תהליך ייצור המיועד לרכב ומבוסס nanosheet, שאמור לעמוד בדרישות האמינות המחמירות של תעשיית הרכב. החברה מציגה את התחום הזה כחיבור בין AI, רכב ורובוטיקה – שלושה שווקים שבעבר נחשבו נפרדים יותר.

אירופה כמגרש מרכזי ל־Physical AI

ז'אנג הדגיש כי לאירופה יש תפקיד חשוב בשלב הבא של הבינה המלאכותית. היתרון האירופי אינו בהכרח במרכזי הנתונים הגדולים ביותר, אלא בעומק ההנדסי של תעשיית הרכב, בניהול הספק, במיקרו־בקרים ובמערכות תעשייתיות. חברות כמו Infineon, Bosch ו־NXP מייצגות בדיוק את שכבת השבבים הנדרשת כאשר AI יוצאת מהענן אל העולם הפיזי.

בהקשר זה משתלבת ההשקעה של TSMC באירופה. מפעל ESMC בדרזדן, מיזם משותף של TSMC, Bosch, Infineon ו־NXP, מיועד לחזק את ייצור השבבים לתעשיות הרכב והתעשייה באירופה. במקביל, מרכז התכנון של TSMC במינכן נועד לסייע ללקוחות אירופיים להתאים את התכנונים שלהם לטכנולוגיות הייצור של החברה.

הפוסט קווין ז'אנג מ־TSMC: עתיד ה־AI יוכרע ביעילות אנרגטית ובאריזות שבבים תלת־ממדיות הופיע לראשונה ב-Chiportal.