LogicFolding של Huawei: קיצור הדרך לשבבים בצפיפות של 1.4 ננומטר — בלי EUV

ההכרזה של Huawei ב-25 במאי 2026 נשמעת כמו פריצת דרך במלחמת השבבים — אבל חשוב לדייק: החברה לא הודיעה שהיא כבר מייצרת טרנזיסטורים אמיתיים בגודל 1.4 ננומטר. היא הציגה מפת דרכים לתכנון, לארכיטקטורה ולאריזה של שבבים, שלטענתה תאפשר להגיע עד 2031 לצפיפות טרנזיסטורים המקבילה לזו של תהליך ייצור מתקדם בקנה מידה של 1.4 ננומטר, גם בלי גישה למכונות ליתוגרפיית EUV. 12

מה Huawei הציגה?

בכנס הבינלאומי IEEE ISCAS בשנגחאי הציגה He Tingbo, מנהלת תחום המוליכים למחצה של Huawei, שני רעיונות הקשורים זה בזה:

• LogicFolding — ארכיטקטורה תלת־ממדית שמארגנת את המעגלים הלוגיים בכמה שכבות ומערימה אותם זו מעל זו, במקום לפרוס את כולם על משטח דו־ממדי יחיד.
• חוק Tau (τ) Scaling Law — עיקרון תכנוני שמציע למדוד התקדמות לא רק לפי מידת ההקטנה של הטרנזיסטורים, אלא גם לפי הזמן שלוקח לאותות ולנתונים לעבור במערכת.

השם הלא רשמי “Her’s Law” — או “החוק של He” — הוא משחק מילים על שם המשפחה של He Tingbo. לפי התוכנית שהוצגה, שבב Kirin דו־שכבתי ראשון המבוסס על הגישה אמור להגיע ב-2026, ואילו גרסה תלת־שכבתית עשויה להגיע עד 2031 לצפיפות המקבילה ל-1.4 ננומטר. 13

איך LogicFolding אמורה לעבוד?

בעשורים האחרונים התעשייה הסתמכה בעיקר על רוחו של חוק מור: הקטנת הטרנזיסטורים כדי להכניס יותר מהם לאותו שטח ולהשיג שבבים מהירים וחסכוניים יותר. אולם ככל שהרכיבים מתקרבים לממדים זעירים במיוחד, ההמשך נעשה יקר ומורכב יותר.

LogicFolding מנסה לשנות את נקודת המבט. במקום להסתמך בעיקר על הקטנת הרכיב עצמו, היא מקפלת ומערימה חלקים מהלוגיקה לגובה. כך אפשר, לפחות בתיאוריה, לקצר את חיבורי החשמל בין רכיבים קריטיים.

חיבור קצר יותר עשוי להפחית את ההשפעה של התנגדות וקיבול חשמלי — תופעות שמאטות את מעבר האות — וכך לשפר את הצפיפות האפקטיבית, את מהירות התקשורת בתוך השבב ואת הביצועים ביחס לצריכת החשמל. Huawei טענה לעלייה מדורגת של כ-55% בצפיפות הטרנזיסטורים בגישה זו. 24

חוק Tau ממסגר את הרעיון הזה באופן רחב יותר: המדד המרכזי אינו רק “כמה קטן הטרנזיסטור”, אלא גם כמה זמן לוקח לאות לעבור דרך הטרנזיסטור, המעגל, השבב והמערכת. במילים פשוטות, Huawei מנסה להפיק יותר מחשוב מהחומרה הקיימת באמצעות שינוי הגיאומטריה והחיבורים — ולא רק באמצעות חריטה של תכונות קטנות יותר על הסיליקון.

למה זה עשוי להפחית את התלות ב-EUV?

מכונות EUV — ליתוגרפיה באור אולטרה־סגול קיצוני — משמשות לייצור תבניות זעירות במיוחד על גבי פרוסות סיליקון. ASML ההולנדית היא הספקית המרכזית של המכונות המתקדמות האלה, וסין אינה יכולה לרכוש אותן במסגרת מגבלות הייצוא האמריקאיות והבינלאומיות. 13

המסלול שמציעה Huawei הוא שונה: להשתמש בתהליכי ייצור זמינים יותר, בשילוב תכנון תלת־ממדי ואריזה מתקדמת, כדי להשיג יותר טרנזיסטורים ויותר ביצועים מאותו שטח בסיסי. לכן הביטוי “מקביל ל-1.4 ננומטר” אינו אומר בהכרח שהחברה תייצר בפועל שבב בתהליך ליתוגרפי של 1.4 ננומטר. הוא מתייחס בעיקר להשוואת צפיפות או יכולת — ולא לצומת ייצור ממשי באותו שם.

איפה זה עומד ביחס לסין ול-TSMC?

הייצור המקומי המתקדם ביותר שסין הדגימה עד כה תואר בדרך כלל כייצור ברמה של 7 ננומטר, תוך שימוש בליתוגרפיית DUV — אולטרה־סגול עמוק — ולא במכונות EUV. היעד של Huawei הוא אפוא לנסות לדלג על כמה דורות נומינליים באמצעות ארכיטקטורה, תכנון ואריזה, גם אם תהליך הייצור הבסיסי עצמו אינו מתקדם באותה מידה. 15

מנגד, TSMC כבר החלה בייצור סדרתי של טכנולוגיית 2 ננומטר, ולפי התוכניות שהציגה היא מכוונת להתחיל ייצור של תהליך 1.4 ננומטר ב-2028 — כשלוש שנים לפני יעד הצפיפות המקבילה של Huawei ל-2031. 15

ההשוואה אינה פשוטה: TSMC מדברת על צומת ייצור פיזי, ואילו Huawei מדברת על צפיפות שהמערכת עשויה להשיג באמצעות שילוב של תכנון ואריזה. אלה אינם מדדים זהים.

למה ההכרזה עדיין אינה הוכחה לפריצת דרך?

Huawei לא פרסמה נתוני ביצועים עצמאיים לשבב LogicFolding שיוצר בכמויות, ולא הציגה מדידות מאומתות של תפוקה, צריכת חשמל, אמינות, עלות או ביצועים לאורך זמן. לכן, כפי שדיווחה Reuters, עדיין לא ברור אם מדובר בפריצת דרך טכנולוגית מלאה או בעיקר בכיוון מחקרי והנדסי שאפתני. 12

צפיפות אינה שווה לביצועים של מערכת שלמה

מספר הטרנזיסטורים בשטח נתון אינו מספר את כל הסיפור. כדי להתחרות בשבבים המתקדמים ביותר צריך לבחון גם:

• מהירות חישוב בפועל;
• יעילות אנרגטית;
• רוחב פס של זיכרון ותקשורת קלט־פלט;
• איכות האריזה והחיבורים בין השכבות;
• יכולת ייצור ותפוקה;
• אמינות לאורך זמן;
• תוכנות, מהדרים ומערכת אקולוגית של מפתחים.

מבנה תלת־ממדי עשוי לקצר מסלולים מסוימים, אך במקביל להקשות על ניתוב, אספקת חשמל, בדיקות, סנכרון ושמירה על תפוקה גבוהה.

החום הוא צוואר בקבוק מרכזי

כאשר מערימים שכבות פעילות של לוגיקה, החום מתרכז באזור צפוף יותר. פיזור החום מהשכבות הפנימיות נעשה קשה יותר, במיוחד בשבבי AI ובמאיצים שפועלים בעומס גבוה לאורך זמן. בנוסף, ערימה תלת־ממדית עלולה להחריף בעיות של אספקת חשמל ותזמון.

אנליסטים הצביעו על פיזור חום, כלי תכנון אלקטרוני — EDA — ותפוקת הייצור כמכשולים משמעותיים ליישום בקנה מידה מסחרי. 6

גם כלי התכנון והעלות קובעים

תכנון שבב תלת־ממדי דורש כלי EDA שיכולים לבצע אופטימיזציה משותפת של מיקום, ניתוב, תזמון, אימות, התנהגות תרמית ובדיקות. כלי תכנון דו־ממדיים מסורתיים אינם בהכרח מתאימים למערכת שבה שכבות פעילות שונות צריכות לעבוד יחד.

גם אם הארכיטקטורה אפשרית מבחינה הנדסית, היא עלולה להוסיף שלבי ייצור, להגדיל את מורכבות האריזה, להרחיב את החשיפה לפגמים ולהעלות את העלות. ירידה בתפוקה עלולה למחוק את היתרון התיאורטי בצפיפות. הראיות הזמינות אינן מראות ש-Huawei כבר פתרה את הבעיות המערכתיות האלה. 26

ההקשר האסטרטגי: יותר מסתם עיצוב שבב

ההכרזה משקפת את הניסיון המפורש ביותר של Huawei להפוך את מגבלות הייצוא למסלול טכנולוגי חלופי. במקום להמתין לגישה ל-EUV, לכלי EDA אמריקאיים מתקדמים או למוצרי Nvidia המובילים, החברה מבקשת לבנות יכולות מקומיות בתכנון, בייצור, באריזה ובמחשוב AI. המהלך משתלב במדיניות הרחבה יותר של סין לחיזוק העצמאות בתחום המוליכים למחצה. 12

התקדים החשוב היה קאמבק ה-Mate 60 ב-2023, שהתבסס על שבב Kirin מתוצרת מקומית ברמה של 7 ננומטר. המוצר הוכיח מבחינה פוליטית ומסחרית שהסנקציות לא עצרו לחלוטין את התאוששות Huawei בתחום שבבי הסמארטפונים. כעת החברה מנסה להרחיב את אותו סיפור ממוצר קאמבק יחיד למפת דרכים ארוכת טווח של שבבי מובייל, AI ומערכות מחשוב. 12

הנסיגה המוגבלת של Nvidia מהשוק הסיני מגדילה את החשיבות של המהלך. מגבלות הייצוא צמצמו את הגישה של חברות סיניות למאיצי ה-AI המתקדמים ביותר, ודיווחים מצביעים על כך שספקיות מקומיות נהנות מהחלל שנוצר. עם זאת, אין בכך הוכחה ש-Huawei כבר שולטת בשוק, והמתחרות הסיניות ממשיכות לפעול בו. 78

ומה לגבי התגובות בסין ושיתוף פעולה בתחום ה-AI?

הפרשנות הציבורית הסינית הציגה במידה רבה את ההכרזה כהוכחה לכך שמגבלות חיצוניות עשויות לעודד חדשנות מקומית ותחרות. אבל יש להפריד בין המשמעות הפוליטית של ההכרזה לבין האימות הטכני שלה: התלהבות אינה מחליפה נתוני ביצועים, עלות, תפוקה ואמינות שנבדקו באופן עצמאי. 12

בכל הנוגע לקריאות רשמיות או ציבוריות בסין לשיתוף פעולה בין ארצות הברית לסין בתחום ה-AI, המידע הזמין כאן אינו מספיק כדי לייחס תגובה מוסמכת אחת ישירות להכרזת LogicFolding. המתח הרחב יותר ברור: סין שואפת לעצמאות טכנולוגית, בעוד ששני הצדדים מתמודדים גם עם הצורך לנהל את הסיכונים של AI.

בשלב זה, עם זאת, ההכרזה של Huawei היא בראש ובראשונה סיפור על תחרות מוליכים למחצה ועל ניסיון לשנות את כללי המשחק — לא הוכחה לכך שמלחמת השבבים הסתיימה, ולא עדות למסגרת מוסכמת של שיתוף פעולה אמריקאי־סיני בתחום ה-AI.