ההתרחבות הגלובלית של תשתיות הבינה המלאכותית מניעה השקעות משמעותיות באריזת מוליכים למחצה מתקדמת, והופכת תהליך ייצור שבעבר זכה לפחות תשומת לב למגבלה קריטית בייצור שבבים בעלי ביצועים גבוהים.

ככל שהביקוש למעבדי AI עולה על קיבולת האריזה הזמינה, מתכננות שבבים ויצרניות מובילות מרחיבות את יכולות הייצור ובוחנות טכנולוגיות חלופיות.

מנכ״ל Intel לשעבר, Pat Gelsinger, המשמש כיום שותף ב-Playground Global, תיאר את השינוי כמהפך יסודי בסדרי העדיפויות של התעשייה. להערכתו, אריזה מתקדמת עשויה בסופו של דבר להוות עד מחצית מערכו של מוצר שבב.

יחידות עיבוד גרפי (GPU) ויחידות עיבוד מרכזיות (CPU) מודרניות יכולות לשלב יותר מ-10 שבבים נפרדים, כאשר בתצורות מסוימות מספרם מגיע עד 20. יש לחבר רכיבים אלה ביעילות כדי שיוכלו לפעול כמערכת בעלת ביצועים גבוהים.

חברת המחקר Yole Group צופה כי ההכנסות מאריזה מתקדמת יעלו לראשונה על ההכנסות משיטות אריזה מסורתיות בשנת 2026. ההוצאות ההוניות על הטכנולוגיה צפויות להתקרב ל-28 מיליארד דולר.

TSMC שולטת בתחום האריזה המתקדמת, אך הקיבולת מוגבלת

Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC) נותרה הספקית הדומיננטית של טכנולוגיות אריזה מתקדמות ומתוחכמות, ובמיוחד של טכנולוגיית Chip-on-Wafer-on-Substrate, המוכרת בשם CoWoS.

התהליך מחבר רכיבי סיליקון נפרדים, לרבות מעבדים ושבבי זיכרון, על גבי מצע משותף. כך מתאפשרת תקשורת מהירה יותר בין הרכיבים, והטכנולוגיה נמצאת בשימוש נרחב אצל Nvidia, AMD ו-Broadcom, וכן אצל חברות ענן המפתחות מעבדי AI משלהן.

עם זאת, מגבלות הקיבולת של TSMC מעודדות מתכננות שבבים לגוון את שרשראות האספקה שלהן.

לפי בכיר בתעשייה המעורה בפרטים, Nvidia מספקת מימון בהיקף של מיליארדי דולרים לתמיכה בהרחבת יכולות אריזת CoWoS ב-Siliconware Precision Industries (SPIL), חברה בת של ASE Technology הטייוואנית.

המימון נועד לתמוך בהקמת שטחי מפעל נוספים וברכישת ציוד. Nvidia לא השיבה לבקשת תגובה, בעוד ASE סירבה להתייחס לשמועות בשוק הנוגעות ללקוחותיה.

ההסדר המדווח ממחיש כיצד הביקוש לאריזה מתקדמת מניע חברות שבבים גדולות לתמוך בהרחבת הקיבולת מעבר לקשרי הייצור המסורתיים שלהן.

Powertech מפתחת גישה חלופית לאריזת שבבים

מגבלות הקיבולת של TSMC יוצרות הזדמנויות עבור ספקיות מוליכים למחצה קטנות יותר, בהן Powertech Technology מטייוואן, המוכרת גם בשם PTI.

החברה מפתחת אריזה ברמת הפאנל (Panel-Level Packaging), המשתמשת בפאנלים מלבניים גדולים במקום בפרוסות סיליקון עגולות מסורתיות כבסיס לתהליך האריזה.

הגישה עשויה לאפשר עיבוד של מספר גדול יותר של שבבים בכל מחזור ייצור, תוך צמצום בזבוז החומרים, במיוחד ככל שמעבדי AI הופכים לגדולים ומורכבים יותר.

PTI משתפת פעולה עם AMD ו-Broadcom כדי להדגים את התאמת הטכנולוגיה לאריזות מתקדמות עבור יישומי AI ומחשוב עתיר ביצועים.

יו״ר Powertech, D.K. Tsai, הדגיש כי לקוחות מחפשים חלופות להסתמכות מלאה על TSMC. גם סגן הנשיא הבכיר, Jim Lin, הצביע על קיבולת הייצור כעל העדיפות המיידית של התעשייה.

החברה מתכננת להשקיע 400 מיליון דולר במיזם משותף בתחום האריזה המתקדמת עם Broadcom בסינגפור. הייצור עשוי להתחיל בשנת 2028.

TSMC ו-AMD מרחיבות את מחויבותן לתחום האריזה המתקדמת

TSMC מפתחת גם טכנולוגיה המבוססת על פאנלים, הנקראת Chip-on-Panel-on-Substrate, או CoPoS.

החברה מסרה באפריל כי הקימה קו ייצור ניסיוני וצופה כי הייצור יחל בתוך כשנתיים. עם זאת, CoWoS נותרת הטכנולוגיה המרכזית שלה לאריזת שבבי AI.

AMD הכריזה על השקעות בהיקף של יותר מ-10 מיליארד דולר בתעשיית המוליכים למחצה בטייוואן, לרבות שיתופי פעולה עם ASE, SPIL ו-Powertech בתחום האריזה המתקדמת.

מנכ״לית AMD, Lisa Su, הכירה בחשיבות הרחבת קיבולת האריזה ותיארה את CoWoS ואת האריזה המתקדמת כרכיבים חיוניים לעתיד פעילות המחשוב עתיר הביצועים של החברה.

Rani Borkar, האחראית על תחום החומרה ב-Microsoft Azure, הצביעה גם היא על צמצום בזבוז החומרים כיתרון אפשרי של אריזה ברמת הפאנל עבור שבבי AI גדולים יותר. עם זאת, Microsoft טרם החליטה אם ומתי תאמץ את הטכנולוגיה.

יצרניות ציוד למוליכים למחצה מצטרפות למעגל ההתרחבות

הצמיחה בשוק האריזה יוצרת הזדמנויות נוספות עבור יצרניות ציוד לתעשיית המוליכים למחצה.

באופן מסורתי, חברות הציוד התמקדו בשלבים מוקדמים יותר של תהליך הייצור, שבהם נבנים המעגלים האלקטרוניים על גבי פרוסות סיליקון. אריזה מתקדמת דורשת מערך שונה של תהליכים וכלים, המאפשרים לשלב מעבדים, זיכרון ורכיבים נוספים ביחידות מוגמרות בעלות ביצועים גבוהים.

Seiji Nakama, נשיא Tokyo Electron Taiwan, אמר כי תחום האריזה המתקדמת צומח בקצב מהיר משמעותית משוק ציוד המוליכים למחצה הרחב יותר, אף שהוא עדיין קטן ממנו במונחים מוחלטים.

בכיר ב-Applied Materials צופה גם הוא כי שוק האריזה המתקדמת, לרבות טכנולוגיות ברמת הפאנל, יתרחב משמעותית במהלך שלוש עד חמש השנים הבאות.

Sree Kesapragada, סגן נשיא ב-Applied Materials, הגדיר את ההזדמנות כהתפתחות בטווח הקרוב, ולא כתהליך שעדיין רחוק עשור או יותר ממימוש.

מה המשקיעים צריכים לעקוב אחריו בהמשך

אריזה מתקדמת הופכת לרכיב חשוב יותר ויותר בשרשרת האספקה של מוליכים למחצה לתעשיית ה-AI. הצמיחה הצפויה בהשקעות בענף, מגבלות הקיבולת של TSMC ופיתוח חלופות המבוססות על פאנלים עשויים לשנות את מערכות היחסים התחרותיות בין יצרניות שבבים, חברות המתמחות באריזה וספקיות ציוד.

המשקיעים יעקבו אחר הכדאיות המסחרית של אריזה ברמת הפאנל, הרחבת קיבולת CoWoS והתקדמות הפיתוח של CoPoS ב-TSMC. המיזם המשותף המתוכנן בסינגפור בין Powertech ל-Broadcom, לצד השקעות AMD בטייוואן, יספקו אינדיקציות נוספות לגבי הקצב שבו קיבולת חלופית תוכל להיכנס לשוק.

היכולת לייצר אריזות גדולות ומורכבות יותר ביעילות עשויה להפוך לגורם מכריע בשלב הבא של ייצור מעבדי AI.