cowos

W świecie nowoczesnych technologii toczy się cicha, ale zacięta wojna o przyszłość AI. Po jednej stronie barykady stoi NVIDIA ze swoimi potężnymi, choć uniwersalnymi, układami GPU, a po drugiej armia firm, od gigantów chmurowych po startupy krypto, które stawiają na ASIC, czyli układy projektowane do jednego, konkretnego zadania. Jest jednak jeden podmiot, który z wysokości swojej dominującej pozycji z uśmiechem obserwuje ten pojedynek.

Jensen Huang podpisał wafel jak rockman płytę dla fana. Tyle że ten kawałek krzemu o wartości setek tysięcy dolarów to nie pamiątka, to symbol największej rewolucji przemysłowej dekady. NVIDIA i TSMC ogłosiły produkcję pierwszego wafla Blackwell na amerykańskiej ziemi, kończąc dziesięciolecia zależności od tajwańskich fabryk. Brzmi jak uniezależnienie? Nie do końca, bo zanim ten chip trafi do centrum danych, czeka go jeszcze jedna podróż, z powrotem przez Pacyfik.

Stany Zjednoczone, za pomocą ustawy CHIPS Act, intensywnie dążą do odbudowy swojego potencjału produkcyjnego. Najważniejszym partnerem w tym procesie jest tajwański gigant, TSMC, który już inwestuje w budowę fabryk na terenie USA. Inwestycje te obejmują jednak tylko część skomplikowanego procesu tworzenia nowoczesnych układów scalonych. Cały łańcuch dostaw jest znacznie bardziej złożony, a jego najważniejsze ogniwa wciąż znajdują się poza granicami Ameryki.

Rynek układów do obliczeń związanych ze sztuczną inteligencją cechuje się ogromną dynamiką. Nawet najwięksi gracze w tej dziedzinie muszą mierzyć się z wyzwaniami, które wykraczają poza samo projektowanie chipów. Ważne są moce produkcyjne i dostęp do najbardziej zaawansowanych technologii. Najnowsze doniesienia z łańcucha dostaw pokazują, że problemy logistyczne i produkcyjne mogą skutecznie zahamować plany nawet lidera tej branży.

TSMC wchodzi w nową fazę współpracy z Apple, przygotowując się do masowej produkcji procesorów nowej generacji. Tajwańska firma inwestuje w zaawansowane technologie pakowania układów scalonych, które mają zrewolucjonizować nie tylko smartfony, ale również serwery przeznaczone do obsługi AI. Nowe rozwiązania technologiczne mogą znacząco wpłynąć na przyszłość branży półprzewodników i konkurencję z innymi gigantami technologicznymi.

TSMC rozwija swoją obecność w USA, realizując jeden z największych projektów przemysłowych w historii amerykańskiego sektora technologicznego. Inwestycja ma na celu wzmocnienie lokalnej produkcji półprzewodników i uniezależnienie dostaw od azjatyckich fabryk. Pierwsze działania fabryki w Arizonie już przynoszą konkretne efekty. Warto przyjrzeć się bliżej temu, co dokładnie zostało zrealizowane i jakie mogą być tego długofalowe skutki.

Rozwój sztucznej inteligencji i nowoczesnych technologii wpływa na przemiany w globalnym przemyśle półprzewodników. Wzrost zapotrzebowania na zaawansowane układy scalone zmusza producentów do poszukiwania nowych rozwiązań technologicznych i zwiększania mocy produkcyjnych. W tym kontekście ważną rolę odgrywają innowacyjne metody integracji komponentów, które zmieniają sposób projektowania i wytwarzania chipów.

NVIDIA podejmuje kolejne kroki w kierunku umocnienia swojej pozycji w sektorze zaawansowanych układów scalonych, stawiając na strategiczną współpracę z TSMC. W obliczu rosnącego znaczenia sztucznej inteligencji oraz globalnych napięć w łańcuchach dostaw, firma inwestuje w rozwój technologii i infrastruktury i deklaruje pełne zaufanie do dotychczasowego partnera produkcyjnego. Te działania mogą mieć istotne znaczenie dla przyszłości branży półprzewodników.

Choć w sieci stale krążą informacje o niezbyt udanej premierze kart graficznych NVIDIA GeForce RTX 5000, to amerykańska firma cały czas pracuje nad dostępnością swoich układów... tyle że przeznaczonych do akceleracji AI. NVIDIA zabezpiecza kluczowe moce produkcyjne TSMC na 2025 rok, mimo wcześniejszych doniesień o możliwym ograniczeniu zamówień i problemach z odprowadzaniem ciepła. Jednocześnie TSMC dynamicznie rozbudowuje swoje zakłady.

TSMC od kilkunastu lat jest największym producentem chipów na świecie, jednak to nie oznacza, że tajwańskie przedsiębiorstwo osiada na laurach. Przez cały czas prowadzi intensywny rozwój i rozbudowane badania, m.in. nad efektywnością pakowania wysokowydajnych akceleratorów sztucznej inteligencji. W tym celu firma opracowuje prostokątne substraty, które mają zaoferować powierzchnię trzy razy większą niż tradycyjne okrągłe wafle.

Postęp technologiczny bardzo często wiąże się z koniecznością ponoszenia coraz wyższych kosztów. Składają się na nie niezbędne ulepszenia w zakresie procesów technologicznych, ale także wydatki badawczo-rozwojowe. W tym kontekście nie jest zaskoczeniem, że TSMC planuje podnieść ceny na swoje usługi. Podwyżki najmocniej odczują podmioty, które korzystają z najbardziej zaawansowanych metod pakowania chipów tajwańskiej firmy.

Pakowanie CoWoS jest nieodłącznym elementem produkcji chipów, które wykorzystywane są do obsługi i treningu sztucznej inteligencji. Jest to też obecnie jedno z głównych ograniczeń stojących na drodze do znaczącego zwiększenia podaży akceleratorów AI. Choć pakowanie CoWoS nie jest wyłączną domeną TSMC, to najwięksi producenci układów graficznych sięgają zwykle po rozwiązanie tajwańskiej firmy. Rezerwacje obejmują aktualnie niemal dwa lata w przyszłość.

Nic nie wskazuje na to, żeby boom na sprzęt służący do obsługi sztucznej inteligencji miał się w najbliższym czasie zakończyć. Wiemy, że chętni na zakup akceleratorów NVIDII muszą ustawiać się w kolejki i czekać kilka lub nawet kilkanaście miesięcy na realizację zamówień. Nic zatem dziwnego w tym, że amerykańska firma stara się zwiększyć podaż swoich urządzeń. Źródła donoszą, że nawiązana została w tym celu współpraca z Intel Foundry Services.

TSMC oferuje swoje usługi wielu firmom z branży technologicznej. Niestety oznacza to także, że tajwańskie przedsiębiorstwo jest "wąskim gardłem" w produkcji niektórych rozwiązań. Tak jest chociażby w przypadku pakowania CoWoS, które pozwala na uzyskanie dużego zagęszczenia i wydajności połączeń pomiędzy układami scalonymi. Zapotrzebowanie jest na tyle duże, że TSMC postanowiło radykalnie rozbudować swój potencjał w tym zakresie.

Układy graficzne NVIDIA H100 i A100 cieszą się aktualnie na tyle dużą popularnością, że zamówienie ich wiąże się z koniecznością czekania w kolejce chętnych. Jest to oczywiście spowodowane boomem na sztuczną inteligencję. Jak przekonuje TSMC, w najbliższej przyszłości kolejki mogą jednak zniknąć, a przynajmniej znacząco się zmniejszyć. Nie oznacza to jednak spadku popularności akceleratorów, a optymalizację procesu produkcyjnego przez tajwańską spółkę.