تتأخر شركة تايوان لصناعة أشباه الموصلات (TSMC) في إصدار طراز COUPE SiN PDK، وتوجه شركة نفيديا مؤقتًا نحو برج الدوائر المتكاملة (Tower)

قررت إنفيديا مؤقتًا التخلي عن حل التغليف الضوئي عبر COUPE (Compact Universal Photonic Engine) من شركة TSMC، والانتقال إلى منصة السيليكون الفوتوني من Tower Semiconductor؛ ووفقًا لتحليل هندسي من Irrational Analysis، فإن السبب الرئيسي لبدء إنفيديا خطة بديلة (Plan B) يتمثل في تأخر تطوير حزمة PDK لنتريد التيتانيوم من TSMC (Nitride Titanium)، بالإضافة إلى عدم بلوغ المخرجات المتوقعة في تطوير مقترنات شبكية ضوئية ثنائية الأبعاد.

Plan A ينسحب: COUPE من TSMC يواجه تأخر SiN PDK وأخطاء في مقترنات شبكية ثنائية الأبعاد

استنادًا إلى تحليل Irrational Analysis الهندسي، تواجه منصة COUPE لدى TSMC عائقين تقنيين رئيسيين يتمثلان في ما يلي:

تأخر تطوير نتريد التيتانيوم (SiN) PDK: أدى تأخر طرح حزمة تصميم العمليات للسيليكون الفوتوني من TSMC إلى التأثير مباشرة على جداول تصميم الدوائر لدى العملاء من الشركات التالية في سلسلة التوريد؛ ولم يقتصر تأخر SiN PDK على إنفيديا فقط، إذ يقيّم أيضًا عدد من شركات تصميم رقائق الذكاء الاصطناعي عملية السيليكون الفوتوني من TSMC، مما يؤدي بالتبعية إلى تأخر الجداول الزمنية لتصاميمها في المنبع.

أخطاء مقترنات الشبكة الضوئية ثنائية الأبعاد: عدم بلوغ مواصفات مقترنات شبك ضوئية ثنائية الأبعاد عالية الكثافة أدى إلى التأثير مباشرة على كفاءة اقتران إشارات الضوء، مما تسبب في تعثر تقدم خطة COUPE.

تُعد منصة COUPE من TSMC منصة محركها الضوئي العام لتمكين توحيد مكونات الضوء وجعلها قابلة للتبديل مثل عمل الترانزستورات؛ يتيح أسلوب CPO تضمين الليزر مباشرة في جوار الشريحة القابلة للتبديل، مما يقلل بشكل كبير من مسافة نقل إشارات الضوء، ويخفض استهلاك الطاقة وخسائر الإشارة.

Plan B يدخل الخدمة: مواصفات بنية NPO من Tower Semiconductor وتكاليف الأداء

استنادًا إلى تحليل Irrational Analysis، تتمثل مواصفات بنية NPO من Tower Semiconductor التي اتجهت إليها إنفيديا فيما يلي: 200G/400G تعديل PAM4 (بدلاً من 50-64G NRZ)؛ 16 طولًا موجيًا DWDM (مضاعف لثمانية الأطوال الموجية في Plan A لتعويض مشكلة انخفاض كفاءة عرض النطاق في NPO)؛ بالإضافة إلى موازن (EQ) ومحرك (Driver) أقوى (بسبب طول المسارات الكهربائية في NPO وزيادة الانعكاسات، ويُعد سعة البَمب (bump capacitance) عاملًا حاسمًا).

ومع ذلك، تنطوي خطة Tower أيضًا على تكلفتين: انخفاض كثافة القنوات (يتطلب ذلك أطوالًا موجية أكثر لتحقيق عرض نطاق مكافئ)، وضعف كفاءة استهلاك الطاقة (لأن قدرة الليزر في الشبكة ومتطلبات الضوضاء ترتفع بشكل أسي، مما يرفع متطلبات نسبة الإشارة إلى الضوضاء SNR ويزيد العبء على الليزر).

الأسئلة الشائعة

لماذا تتخلى إنفيديا عن حل COUPE من TSMC وتتحول إلى Tower Semiconductor؟

استنادًا إلى تحليل Irrational Analysis الهندسي، يكمن السبب في عائقين تقنيين رئيسيين: تأخر تطوير SiN PDK لنتريد التيتانيوم من TSMC، وعدم بلوغ تطوير مقترنات شبكية ضوئية ثنائية الأبعاد المواصفات المطلوبة. تؤثر هاتان المشكلتان مباشرة على توقيت بنية الشبكة من الجيل التالي لدى إنفيديا، مما دفعها إلى تفعيل حل بديل (Plan B) والانتقال إلى بنية NPO من Tower Semiconductor.

ما الخلفية التقنية لتقنية السيليكون الفوتوني من Tower Semiconductor؟

وفقًا للتقارير، تُعد Tower Semiconductor شركة تابعة لشركة Infineon تُعنى بالتصنيع على مستوى أشباه الموصلات، وتعود أصول تقنية السيليكون الفوتوني إلى سنوات من البحث والتطوير في الدوائر المتكاملة الكهروضوئية في ألمانيا، مع خبرة ناضجة في الإنتاج على نطاق واسع خصوصًا في مجالي Datacom وTelecom. ويُظهر انتقال إنفيديا إلى Tower أن مسار السيليكون الفوتوني ليس حكراً على TSMC وحدها.

ما الأثر الأوسع لتأخر SiN PDK في COUPE من TSMC على الصناعة؟

وفقًا للتقارير، لا تستخدم إنفيديا فقط منصة COUPE من TSMC، إذ يقيّم أيضًا عدد من شركات تصميم رقائق الذكاء الاصطناعي عملية السيليكون الفوتوني من TSMC؛ ويعني تأخر SiN PDK أن جداول التصميم لدى الشركات في اتجاه المصب تتأخر بالتزامن، مما يجعل نطاق التأثير يتجاوز إنفيديا وحدها. وتظل تفاصيل التقدم الفعلي للتطوير رهينة بالإعلانات الرسمية من TSMC.