Süni intellekt sistemlərinin hesablama gücünü əhəmiyyətli dərəcədə artıran qabaqcıl çip qablaşdırma texnologiyası bu gün ABŞ-ni Tayvandan heç vaxt olmadığı qədər asılı vəziyyətə salıb.
Subramanian Ayer elektrik mühəndisi və pedaqoqdur. O, uzun illər yarımkeçirici sənayesində ilk baxışda o qədər də diqqət çəkməyən bir istiqamətlə məşğul olub. Bu gün isə məhz həmin istiqamət süni intellekt sahəsində qlobal liderlik uğrunda yarışda əsas “dar boğaz”a çevrilib.
Söhbət qabaqcıl çip qablaşdırmasından gedir. Əslində, bu, onlarla komponenti təxminən ovuc ölçüsündə olan bir kompakt korpusda birləşdirməyin yoludur. Əvvəllər məhsuldarlığı artırmağın əsas yolu tranzistorları kiçiltmək idi: onlar nə qədər kiçik olurdusa, çipə bir o qədər çox tranzistor yerləşirdi. Lakin zaman keçdikcə bu yanaşma demək olar ki, öz imkanlarını tükəndirdi. Bundan sonra Nvidia kimi nəhənglər əsas diqqəti qablaşdırmaya yönəltdilər. Məhz bu texnologiya süni intellekt üçün getdikcə mürəkkəbləşən tapşırıqların öhdəsindən gələ bilən yarımkeçiricilər yaratmağa imkan verir.
Ayer yarımkeçiricilər sahəsində PhD dərəcəsinə malik alimdir, onun 72 yaşı var. Keçmişdə IBM-də texnoloq işləyib, hazırda isə Los-Ancelesdə Kaliforniya Universitetində dərs deyir. Onilliklər ərzində o, qablaşdırma texnologiyalarının inkişafı ilə fəal məşğul olub və bu sahəni xeyli irəli aparıb. Sənayenin digər liderləri ilə birlikdə o, ABŞ-nin bu sahədə liderliyinin artıq qabaqcıl çiplərin istehsalında dominant mövqeyə malik olan bir şirkətə keçməsini narahatlıqla izləyir.
Bu lider Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, yəni TSMC-dir. Şirkət Nvidia və süni intellekt sənayesinin digər flaqmanları üçün ən müasir çipləri istehsal etməklə kifayətlənmir, onların qablaşdırmasını da demək olar tamamilə öz üzərinə götürür. TSMC-nin əsas təchizatçıları və tərəfdaşları da Tayvanda cəmlənib. Onlar Çin ətrafındakı gərginliklə bağlı eyni geosiyasi risklərlə üzləşirlər. Məhz bu risklər Vaşinqtonu öz çip istehsalını inkişaf etdirmək üçün milyardlarla dollar yatırmağa sövq etmişdi.
Silikon Vadisində qablaşdırma seqmentində “dar boğaz” haqqında getdikcə daha çox danışılır. TSMC artan sifarişləri yerinə yetirməyə güclə çatdırır. Doktor Ayer öz töhfəsini verməyə çalışıb: o, qablaşdırma sahəsində tədqiqat və inkişaf mərkəzi layihəsi hazırlayıb. Bayden administrasiyası bu layihəyə 1,1 milyard dollar ayırmışdı və mərkəz Arizonada yerləşməli idi. Lakin ötən il Tramp administrasiyası bu layihəni faktiki olaraq bağladı.
“Sadələşdirmə dalınca qaçarkən əsas işlənmiş həllər itirildi”, — doktor Ayer hesab edir. “İndi TSMC-dən asılılığımız yalnız daha hiss olunan olub.”
Vəziyyət aydın göstərir: həm Bayden, həm də Tramp administrasiyalarının səylərinə baxmayaraq, ABŞ-nin Tayvandan asılılığı azalmır. Məsələn, 2022-ci il CHIPS and Science Act qanununa əsasən Bayden administrasiyası daxili istehsalın inkişafına 50 milyard dollardan çox vəsait yönəltdi. Tramp administrasiyasının yanaşması isə fərqli idi: qrantlar əvəzinə o, Amerika şirkətləri ilə kapitalda pay nəzərdə tutan sazişlərə üstünlük verir və xarici oyunçular üçün rüsum təhdidindən istifadə edirdi. Məqsədlər isə mahiyyət etibarilə oxşar qalırdı — ABŞ-nin sənayedə mövqelərini gücləndirmək.
Intel-in keçmiş baş direktoru və CHIPS and Science Act qanununun fəal tərəfdarlarından biri olan Patrik Gelsinger qablaşdırmanın əhəmiyyətini vurğulayır: “Çiplərin öz istehsalından sonra ən vacib mərhələ qablaşdırmadır. Üstəlik, bu seqmentdə təchizat zəncirlərimiz daha da həssas ola bilər.”
Tramp administrasiyasının nümayəndəsi qablaşdırmaya lazımi diqqət ayrılmadığı fikri ilə razı deyil. Onun sözlərinə görə — o, anonimlik şərti ilə danışıb — qablaşdırma sahəsində dərhal doqquz layihə CHIPS proqramı üzrə maliyyə alıb, Ticarət Nazirliyi isə perspektivli tədqiqat təşəbbüslərini qiymətləndirməyə davam edir.
Artan istehsal gücü çatışmazlığının öhdəsindən gəlmək üçün iri Amerika şirkətləri öz səylərini artırırlar. Uzun müddətdir bu sahənin liderlərindən biri sayılan Intel indi qablaşdırma seqmentinə fəal şəkildə yeni müştərilər cəlb edir və bu yaxınlarda qabaqcıl həllərin inkişafına cavabdeh rəhbər təyin edib. Çip istehsalı üçün avadanlıqların ən böyük istehsalçısı Applied Materials isə tərəfdaşları ilə birlikdə Silikon Vadisində 5 milyard dollarlıq tədqiqat mərkəzi tikir. Burada qablaşdırma əsas istiqamətlərdən biridir.
Digər mühüm oyunçu məhz qablaşdırma üzrə ixtisaslaşan Amkor Technology şirkətidir. O, ABŞ-də ilk zavodunu Arizonada tikir və gözlənilir ki, 10 illik razılaşma çərçivəsində TSMC üçün qablaşdırma işlərinin bir hissəsini yerinə yetirəcək. Bayden administrasiyasından 407 milyon dollarlıq qrant alan Amkor həmin istehsal sahəsinə planlaşdırılan investisiyaların həcmini 7 milyard dollara çatdırıb. Buna Tramp administrasiyasının nümayəndələri ilə danışıqlar, eləcə də Nvidia və Apple kimi şirkətlər tərəfindən artan satınalma marağı təsir göstərib.
Amkor-un prezidenti və baş direktoru Kevin Engelin sözlərinə görə, müştərilər çox yüksək tələb nümayiş etdirir və ABŞ daxilində tamhüquqlu istehsal ekosistemi yaratmağa ciddi yanaşırlar.
Uzun müddət qablaşdırma ikinci dərəcəli mərhələ hesab olunurdu. Amerika istehsalçıları bu işi işçi qüvvəsinin daha ucuz olduğu Asiya ölkələrinə həvəslə ötürürdülər. Global Electronics Association-un məlumatına görə, hazırda ABŞ-nin qlobal çip qablaşdırma seqmentində payı cəmi təxminən 3%-dir.
Halbuki qablaşdırma olmadan çip işləyə bilməz. Yığma da adlandırılan bu proses ondan ibarətdir ki, açıq silikon kristallar plastikdən hazırlanmış qoruyucu korpusa yerləşdirilir və lövhədəki digər çiplərə siqnal ötürə bilmələri üçün kontaktlarla təchiz olunur.
Hazırda çipin xüsusi ara altlıq üzərində yerləşdirildiyi yanaşma geniş yayılıb. Adətən bu altlıq plastik və şüşə lifindən hazırlanır, onun daxilində siqnalların ötürülməsi üçün mis yollar çəkilir.
Texnologiyanın inkişafına doktor Ayer də mühüm töhfə verib. Hələ IBM-də işlədiyi vaxt — o, Los-Ancelesdə Kaliforniya Universitetində aldığı doktorluq dərəcəsi ilə 1981-ci ildə IBM-ə qoşulmuşdu — ilk interpozerlərdən birinin yaradılmasında iştirak edib. Bu, bir neçə çipi yanaşı yerləşdirməyə və onların arasında çox yüksək sürətlə siqnal ötürməyə imkan verən xüsusi silikon qatdır.
Bəzi süni intellekt prosessorları üçün lazım olan iri modullar üçün TSMC və Intel oxşar həllərdən istifadə edir: onlar çiplər arasında sürətli rabitə üçün “körpü” rolunu oynayan kiçik silikon fraqmentlərini altlığa yerləşdirirlər.
Intel-in vitse-prezidenti, qablaşdırma və testləşdirmə istiqamətinin rəhbəri Mark Qardner vurğulayır: “Qabaqcıl qablaşdırma olmadan belə həlləri reallaşdırmaq sadəcə mümkün deyil. Onsuz süni intellekt dünyası tamamilə fərqli görünərdi.”
TSMC özünün qabaqcıl qablaşdırma texnologiyasını təklif edir — CoWoS. Bu abreviatura “chip on wafer on substrate”, yəni “lövhə üzərində plastinada çip” mənasını verir. Parlaq nümunə Nvidia-nın yeni Rubin prosessorudur: burada CoWoS texnologiyası iki böyük süni intellekt çipini səkkiz yüksəksürətli yaddaş steki ilə birləşdirir. Hər stekdə 12 çip var. Nəticədə bir korpusda 336 milyard tranzistor yerləşir. TSMC-nin proqnozuna görə, 2029-cu ilə qədər belə bir korpusda hesablama tranzistorlarının sayı 2024-cü illə müqayisədə 48 dəfə artacaq.
Bununla belə, TSMC CHIPS and Science Act çərçivəsində Arizonada iri zavodlar tikməsinə baxmayaraq, 2028–2029-cu illərə qədər orada CoWoS texnologiyasından istifadə etməyi planlaşdırmır. Bu isə o deməkdir ki, həmin sahələrdə indi istehsal olunan bütün çiplər qablaşdırma üçün yenidən Tayvana göndərilməli olacaq.
TSMC artıq indi süni intellektin inkişafı ilə bağlı sifariş axınının öhdəsindən çətinliklə gəlir. International Business Strategies şirkətinin analitiki Handel Consun qiymətləndirməsinə görə, CoWoS istehsal həcmləri tələbdən təxminən 30% geri qalır. Eyni zamanda qabaqcıl qablaşdırma bazarının təxminən 95%-i TSMC-nin payına düşür.
“Tələb artmaqda davam edir və hələlik bunun sonu görünmür”, — TSMC-nin baş vitse-prezidenti Kevin Çjan qeyd edir. “Bu, qaçılmaz olaraq ciddi məhdudiyyətlərə gətirib çıxaracaq.”
Daha bir problem yüksək qiymətdir. TechSearch International tədqiqat şirkətinin prezidenti Yan Vardamanın sözlərinə görə, bir qabaqcıl korpusun qiyməti 500 dollara çata bilər. Bazar iştirakçılarının dediyinə görə, daha sadə variantlar təxminən 40 dollara başa gəlir.
Bu səbəbdən bəzi startaplar şüurlu şəkildə CoWoS əsaslı həllərdən yayınırlar. Burada əsas çətinlik xüsusi interpozerin hazırlanması zərurətidir və buna aylar sərf olunur.
Majestic Labs-ın həmtəsisçisi və prezidenti Şa Rabii şirkətinin mövqeyini belə izah edir: “Biz sadəcə bununla məşğul olmaq istəmədik. Daha sadə qablaşdırmadan və daha ucuz yaddaş çiplərindən istifadə təchizat zəncirinin əsas problemlərindən birini dərhal gündəmdən çıxarmağa imkan verir.”
Uzunmüddətli perspektivdə sənayeyə qablaşdırmada prinsipial olaraq yeni yanaşmalar lazımdır. Məsələn, Avstraliya startapı Syenta elektrokimyəvi metodlara əsaslanan texnologiya təklif edir. Bu texnologiya istehsal mərhələlərinin sayını azaltmaqla çox iri korpuslar yaratmağa və rabitə buraxıcılıq qabiliyyətini iyirmi dəfəyə qədər artırmağa imkan verir. Bunu Syenta-nın baş direktoru Yekaterina Viktorova bildirib.
Paralel olaraq digər oyunçular qüvvələrini birləşdirməyə çalışırlar. Məsələn, Yaponiyanın kimya şirkəti Resonac 12 şirkətdən ibarət konsorsium yaratdığını və Silikon Vadisi yaxınlığında pilot istehsal xəttini işə saldığını elan edib.
Lakin dövlət dəstəyinin perspektivləri qeyri-müəyyən olaraq qalır. Bayden administrasiyası CHIPS and Science Act çərçivəsində tədqiqat layihələri üçün ayrılmış 7,4 milyard dolların idarə olunmasını Natcast adlı qeyri-kommersiya təşkilatına həvalə etmişdi. Prioritetlər arasında qablaşdırma da var idi.
2023-cü ildə doktor Ayer Ticarət Nazirliyinin çiplərin inkişafı proqramına qoşuldu və alimlərin yeni materiallar, çiplər və qablaşdırma texnologiyaları hazırlayıb sınaqdan keçirə biləcəyi platformanın yaradılması planını təklif etdi. 2024-cü ilin payızında o, Los-Ancelesdə Kaliforniya Universitetində müəllimlik fəaliyyətinə qayıtdı.
Gələcək obyektin ehtimal olunan yeri və maliyyələşməsi barədə Ticarət Nazirliyi yalnız 2025-ci ilin yanvarında açıqlama verdi. Bu obyekt Arizona Dövlət Universitetinin tədqiqat parkı olmalı idi. Tramp administrasiyası dövründə layihənin inkişafı demək olar dayandı. Vəziyyət avqustda kəskinləşdi: ticarət naziri Hovard Latnik Natcast-ın yaradılmasını qanunsuz adlandırdı və maliyyələşməni geri çəkdi. Natcast bununla razılaşmadı, lakin nəticədə təşkilat ötən payızda dağıldı.
Sənayedə hər kəs bu layihənin itirilməsini böyük faciə hesab etmir. Hazırda Playground Ventures vençur şirkətində baş tərəfdaş kimi çalışan Patrik Gelsinger hesab edir ki, belə tədqiqatları hər şeyi sıfırdan qurmaq əvəzinə artıq mövcud olan mərkəzlər bazasında inkişaf etdirmək daha məntiqli olardı.
Meydançanın seçimində iştirak etməyən doktor Ayer bu fikirlə razıdır. Amma əlavə edir: “Mən hesab edirdim ki, yaxşı plan hazırlamışam. Və hər şeyin sadəcə dağılıb gedəcəyini gözləmirdim.”
