AI Kejar Pelaburan AS$4 Trilion, Tetapi HBM, Pembungkusan dan Kuasa Jadi Kekangan Baharu

Permintaan terhadap infrastruktur AI menjadi tema utama Persidangan Inovasi dan Pembangunan Litar Bersepadu 2026 yang dibuka di Wuxi pada 31 Ogos. Namun, mesej paling penting bukan sekadar ramalan pelaburan yang besar. Kekangan industri kini semakin beralih daripada pembuatan cip logik termaju kepada memori berjalur lebar tinggi (HBM), integrasi heterogen, penghantaran kuasa, pengurusan haba serta peralatan sokongan. 2137

Unjuran AS$4 trilion untuk infrastruktur AI

Presiden SEMI China, Feng Li, berkata pelaburan global bagi infrastruktur pusat data baharu boleh melepasi AS$4 trilion menjelang 2028, dengan perbelanjaan semikonduktor sekitar AS$2.8 trilion. Beliau turut menyatakan industri semikonduktor global berpotensi melepasi paras AS$1 trilion menjelang penghujung 2026, lebih awal daripada jangkaan terdahulu yang meletakkan pencapaian itu sekitar 2030. Angka ini ialah unjuran yang dibentangkan di persidangan, bukannya angka pasaran sebenar yang telah direalisasikan. 2120

Maknanya, gelombang AI bukan hanya meningkatkan permintaan untuk pemecut pengkomputeran seperti GPU. Ia turut menarik perbelanjaan ke dalam memori, rangkaian, pembungkusan, peralatan pembuatan dan bahan. Sebab itulah perhatian rantaian bekalan kini semakin tertumpu pada teknologi yang menggabungkan beberapa cip menjadi satu sistem pengkomputeran berprestasi tinggi. 1937

HBM menjadi kekangan bekalan paling segera

HBM muncul sebagai hambatan paling ketara. Persidangan itu memetik unjuran bahawa pasaran HBM pada 2026 akan meningkat kira-kira 58% kepada AS$54.6 bilion, menghampiri 40% daripada pasaran DRAM. Namun, kapasiti yang tersedia masih dijangka 50% hingga 60% lebih rendah daripada permintaan, walaupun Samsung, SK hynix dan Micron mengalihkan 70% kapasiti baharu atau kapasiti yang boleh dilaras kepada HBM. 2126

Ketidakseimbangan ini penting kerana sistem AI memerlukan jalur lebar memori yang sangat tinggi, di samping kuasa pemprosesan. Ia juga menambah tekanan kepada ekosistem pembungkusan lanjutan yang perlu menghubungkan timbunan memori, cip logik dan komponen lain pada ketumpatan tinggi.

Mengapa pembungkusan, kuasa dan penyejukan semakin penting

Cao Liqiang dari Akademi Sains China menghuraikan fasa seterusnya pembungkusan lanjutan melalui empat hala tuju: sambungan yang lebih padat, pakej yang lebih besar dan lebih banyak fungsi bersepadu, penghantaran kuasa yang lebih menegak, serta penyingkiran haba yang lebih baik. 34

Ikatan hibrid dan sambungan lebih padat

Menurut Cao, pembungkusan konvensional menawarkan ketumpatan sambungan sekitar puluhan sambungan I/O bagi setiap milimeter persegi. Ikatan hibrid (hybrid bonding) pula boleh melepasi satu juta sambungan bagi setiap milimeter persegi. Kelebihannya ialah jalur lebar yang lebih besar antara komponen, sekali gus berpotensi mengurangkan kekangan memori dan interkoneksi dalam perkakasan AI yang sangat bersepadu. 34

Penghantaran kuasa menegak

Persidangan itu turut menekankan kemungkinan peralihan sistem AI daripada seni bina kuasa tiga peringkat yang mendatar kepada pendekatan dua peringkat yang menegak. Matlamatnya ialah mengurangkan kehilangan tenaga dan meningkatkan kecekapan, suatu keperluan yang semakin mendesak apabila ketumpatan pengkomputeran meningkat. 34

Pengurusan haba bukan lagi isu sampingan

Kuasa cip yang lebih tinggi serta pelayan pusat data AI menjadikan penyejukan suatu kekangan reka bentuk sistem, bukan lagi sekadar isu kemudahan pusat data. Cao menyebut penggunaan penyejukan rendaman dua fasa oleh Nvidia sebagai contoh arah perkembangan teknologi ini. 34

Perbincangan peralatan yang berlangsung seiring dengan acara itu menunjukkan tumpuan sama terhadap pembungkusan. Sebuah forum mengetengahkan usaha tempatan dalam peralatan penipisan wafer, pemotongan dan ikatan hibrid, termasuk pilihan ketepatan penjajaran ikatan hibrid yang dilaporkan pada 80 nm, 50 nm dan 30 nm. 35

Tindak balas Jiangsu: makmal, platform dan perikatan industri

Persidangan ini juga menjadi wadah membina kapasiti semikonduktor serantau. Jiangsu mengumumkan pembinaan tiga makmal utama peringkat wilayah dengan jumlah pelaburan dirancang melebihi 500 juta yuan, selain merasmikan Perikatan Industri Litar Bersepadu Jiangsu. 341

Antara inisiatif yang diumumkan ialah:

• Makmal integrasi mikrosistem optik-elektrik berketumpatan tinggi Jiangsu yang dirancang dan diterajui JCET. Tumpuannya termasuk pembungkusan bersama optoelektronik berketumpatan tinggi, integrasi heterogen berskala besar, substrat lanjutan serta integrasi 2.5D/3D. 33
• Makmal cip dan modul kuasa pintar yang dirancang serta diterajui Chipown Microelectronics, bagi cip kuasa, integrasi pembungkusan dan kerja kebolehpercayaan untuk senario bekalan kuasa pengkomputeran AI. 3338
• Produk serta platform baharu merangkumi penyelidikan dan pembangunan pembungkusan lanjutan 2.5D/3D, cip frekuensi radio galium nitrida berasaskan silikon, dan peralatan pemeriksaan kecacatan pancaran elektron beresolusi tinggi. 4

Perikatan itu bertujuan menghubungkan syarikat, universiti, badan penyelidikan dan platform teknologi awam di seluruh Jiangsu. Nilainya bukan pada satu pengumuman produk, tetapi pada usaha menyusun keupayaan merentasi lapisan reka bentuk, peralatan, pembungkusan, bahan dan peranti kuasa yang diperlukan untuk ekosistem serantau yang lebih berdikari. 4142

Pembangunan FPGA dalam era ejen AI

Pengerusi dan pengurus besar Fudan Microelectronics, Zhang Wei, berhujah bahawa pembangunan FPGA—cip logik boleh atur cara—boleh berubah melalui kerjasama dengan ejen AI. Pendekatan itu boleh membentuk kitaran pembangunan dan pengesahan yang lebih rapat. Beliau berkata ia berpotensi memendekkan iterasi produk daripada beberapa bulan kepada beberapa minggu, malah hari, dan Fudan Microelectronics merancang membuka akses percubaan kepada platform pembangunan fmfpga agent pada September. 34

Perkara yang perlu diperhatikan selepas ini

Acara di Wuxi membingkaikan AI sebagai cabaran sistem semikonduktor, bukannya semata-mata perlumbaan menghasilkan lebih banyak cip logik tercanggih. Penanda utama selepas ini ialah sama ada bekalan HBM dapat dipertingkat, sama ada ikatan hibrid dan teknik pembungkusan lanjutan lain boleh diskalakan secara ekonomik, serta sama ada seni bina kuasa dan penyejukan mampu seiring dengan kepadatan pengkomputeran yang terus meningkat.

Bagi strategi industri China, ujian sebenar ialah pelaksanaan: sama ada makmal baharu, penyelarasan perikatan dan pembangunan peralatan dapat diterjemahkan kepada keupayaan yang berkekalan pada bahagian rantaian bekalan yang kini menerima tekanan paling besar daripada permintaan AI. 3335