Globālās sacensības par progresīvu mikroshēmu iepakošanu un ražošanu 2026. gadā

Sākot ar 2026. gada 12. septembri, viena no skaidrākajām pazīmēm, ka pusvadītāju sacensība ir mainījusies, nāk no litogrāfijas nozares, nevis no produktu laišanas klajā. 7. septembrī Intel Foundry un ASML paziņoja, ka High-NA EUV ir izmantota vairāk nekā miljons vafeļu apstrādes soļos, kas aptver instrumentu kvalifikāciju, pētniecību, izstrādi un masveida ražošanu uz atsevišķiem Intel Core Ultra Series 3 procesoru slāņiem. Uzņēmumi arī paziņoja, ka pārklājums, caurlaidspēja un pieejamība atbilst Intel cerībām. Tas nenozīmē, ka katra modernākā vafeļu plate tagad tiek ražota ar High-NA EUV, taču tas parāda, ka tehnoloģija, kas kādreiz galvenokārt tika apspriesta kā nākamā litogrāfijas robeža, nonāk reālās ražošanas darbplūsmās. Skatiet Intel 2026. gada septembra High-NA EUV ražošanas atjauninājumu .

Lielāka mācība ir tā, ka konkurence vairs nav tikai par to, kurš uzņēmums var izdrukāt mazāko tranzistoru. Mūsdienīgai izgatavošanai joprojām ir milzīga nozīme, taču mūsdienu mākslīgā intelekta paātrinātājus un augstas veiktspējas procesorus arvien vairāk ierobežo tas, cik efektīvi skaitļošanas mikroshēmas, atmiņu, barošanas avotu un ātrgaitas saites var salikt vienā funkcionējošā sistēmā. Tāpēc uzlabota iepakojuma tehnoloģija ir kļuvusi par otro mērogošanas dzinēju.

Sacensībām tagad ir divas frontes: vafeļu izgatavošana un sistēmas līmeņa iepakošana.

Tradicionālā pusvadītāju konkurence koncentrējās uz priekšējās daļas izgatavošanu: tranzistoru arhitektūru, litogrāfiju, procesa vadību, defektu blīvumu un ražību. Šie faktori joprojām ir fundamentāli. Vāju procesa mezglu nevar glābt ar viedu iepakojumu. Taču spēcīgs procesa mezgls vien vairs nav pietiekams lielākajiem mākslīgā intelekta un HPC dizainiem.

Mūsdienu augstas klases mikroshēmās arvien biežāk tiek izmantotas mikroshēmas : mazāki mikroshēmas ar dažādām funkcijām, kas ir savienotas vienā korpusā. Skaitļošanas flīze var izmantot jaunāko loģisko mezglu, savukārt I/O, kešatmiņas, analogās vai saskarnes funkcijas var izmantot citus procesus. Augstas joslas platuma atmiņa jeb HBM tiek novietota ļoti tuvu skaitļošanas mikroshēmām, lai dati varētu pārvietoties ar daudz lielāku joslas platumu un zemāku enerģijas patēriņu nekā caur parastajiem plates līmeņa savienojumiem.

Šī arhitektūra rada jaunu inženiertehnisko vājo vietu kopumu. Korpusam ir jānodrošina ļoti blīvi savienojumi, jākontrolē siltums vairākās aktīvajās mikroshēmās, jāuztur barošanas integritāte, jāiztur ražošanas stress un jābūt testējamam ar lietderīgu ražu. Citiem vārdiem sakot, korpuss ir mainījies no pēdējā aizsargapvalka ap mikroshēmu par daļu no mikroshēmas veiktspējas arhitektūras.

TSMC mērogo gan tranzistora mezglu, gan korpusu.

TSMC joprojām ir spilgtākais piemērs tam, kā ražošana un iepakošana kļūst par vienu plānu. Savā 2026. gada aprīļa Ziemeļamerikas Tehnoloģiju simpozijā uzņēmums paziņoja, ka jau ražo 5,5 tīkliņu izmēra CoWoS iepakojumus un plāno 14 tīkliņu versiju 2028. gadam. TSMC paziņoja, ka nākotnes konfigurācija paredz integrēt aptuveni 10 lielus skaitļošanas mikroshēmas un 20 HBM stekus. Tā plāns ietver arī lielākas sistēmas uz vafeļu pieejas un stingrāku 3D stekošanu, izmantojot SoIC. Sīkāka informācija ir atrodama TSMC 2026. gada tehnoloģiju simpozija paziņojumā .

Tas ir svarīgi, jo litogrāfijas sistēmas tīkliņa izmērs ierobežo to, cik lielu praktiski var atsegt viena monolīta mikroshēma. Uzlabota iepakošana ļauj dizaineriem veidot sistēmas, kas ir lielākas par vienu tīkliņa lauku, savienojot vairākas mikroshēmas ar liela joslas platuma saitēm. Mākslīgā intelekta paātrinātājiem rezultāts ir ceļš uz lielāku skaitļošanas jaudu un HBM, nespiežot katru funkciju vienā milzīgā silīcija gabalā.

Arī TSMC globalizē vairāk no šī klāsta. Pašreizējā Arizonas projekta lapā teikts, ka plānotās investīcijas ASV ir pieaugušas līdz 265 miljardiem ASV dolāru, un aprakstītas sešas pusvadītāju loģisko plākšņu rūpnīcas, divas modernas iepakošanas iekārtas un pētniecības un attīstības centrs. Tajā arī teikts, ka pirmā modernā iepakošanas rūpnīca sāka sākotnējos būvniecības posmus 2026. gada sākumā un ka uzņēmums paziņoja par turpmākiem paplašināšanās nodomiem ASV 2026. gada jūlijā. Jaunākā informācija par projekta statusu ir pieejama oficiālajā TSMC Arizonas lapā .

Klientiem nozīme nav tikai tam, ka Amerikas Savienotajās Valstīs var saražot vairāk vafeļu. Ja progresīva loģika tiek ražota vietējā tirgū, bet vismodernākā iepakojuma izgatavošanai joprojām ir jāšķērso okeāns, piegādes ķēde joprojām ir ģeogrāfiski sadalīta. Ražošanas un iepakojuma tuvināšana var samazināt šo plaisu, lai gan pilnīgas ekosistēmas izveidei ir nepieciešami arī substrāti, HBM, ķīmiskās vielas, instrumenti, kvalificēts darbaspēks un testēšanas jauda.

Intel kā sistēmu liešanas stratēģiju izmanto 18A plus iepakojumu

Intel stratēģija ir atšķirīga, jo tas cenšas konkurēt gan kā procesoru uzņēmums, gan kā ārēja rūpnīca. Intel apgalvo, ka tā 18A process pašlaik tiek ražots lielā apjomā Amerikas Savienotajās Valstīs un apvieno RibbonFET vārtu tranzistorus ar PowerVia barošanas bloku aizmugurē. 2026. gada jūnijā Intel arī paziņoja, ka 18A-P ir sācis riska ražošanu. Procesa informācija un pašreizējais statuss ir publicēts Intel Foundry Intel 18A tehnoloģiju lapā .

Taču Intel arvien vairāk uzsver korpusa nozīmi mezgla kontekstā. EMIB izmanto mazus silīcija tiltiņus, kas iestrādāti korpusa substrātā, lai savienotu mikroshēmas augstā blīvumā, neprasot pilna izmēra silīcija starpnieku. Foveros pievieno vertikālu sakraušanu, un jaunākas kombinācijas mērķis ir apvienot horizontālo un vertikālo integrāciju lielākās heterogēnās sistēmās. Intel pašreizējais uzlabotais korpusu portfelis apraksta EMIB, Foveros, Foveros Direct un 3.5D kombinācijas kā daļu no šī plāna.

2026. gada jūnijā Intel arī nodeva uzlabotu iepakojumu izstrādi īpašas rūpnīcas vadībā, un šīs strukturālās izmaiņas atspoguļo to, cik stratēģiski svarīga ir kļuvusi aizmugursistēmas integrācija. Praktiskais pārbaudījums nav iepakojumu nosaukumu skaits plānā. Tas ir tas, vai ārējie klienti var kvalificēt dizainus, iegūt paredzamu ražu, palielināt apjomu un apvienot mikroshēmas no vairākiem avotiem bez pārmērīgām izmaksām vai grafika riska.

Amerikas Savienotās Valstis uzskata progresīvu iepakojumu par rūpniecisko infrastruktūru

Arī ASV valdība ir pārsniegusi tikai ražošanas pieeju. 2025. gada janvārī Tirdzniecības departaments pabeidza 1,4 miljardu ASV dolāru piešķiršanu Nacionālajai progresīvajai iepakojuma ražošanas programmai, tostarp finansējumu progresīviem substrātiem un materiāliem, kā arī iepakojuma prototipu izstrādes un izmēģinājuma iekārtai. Mērķis ir nepārprotami palīdzēt pāriet uz progresīvām iepakojuma tehnoloģijām no pētniecības uz mērogojamu vietējo ražošanu. Apbalvojumu struktūra ir aprakstīta Tirdzniecības departamenta paziņojumā .

Šī politikas maiņa ir svarīga, jo valstij var būt moderna rūpnīca, un tā joprojām var būt ļoti atkarīga no montāžas, substrātiem, iepakošanas iekārtām vai atmiņas. Tāpēc noturīga pusvadītāju piegādes ķēde nav viena rūpnīca. Tā ir plākšņu ražotņu, iepakošanas rūpnīcu, materiālu piegādātāju, instrumentu izgatavotāju, atmiņas ražotāju, testēšanas laboratoriju un dizaina ekosistēmu tīkls.

Samsung priekšrocība ir ciešākas loģiskās atmiņas un pakotnes integrācijas iespēja.

Samsung sacensībām tuvojas ar atšķirīgu aktīvu kopumu: lietuvju ražošanu, progresīvu atmiņu un iepakošanas tehnoloģijas zem viena korporatīvā jumta. Tā lietuvju bizness apraksta I-Cube risinājumus 2,5D integrācijai un X-Cube risinājumus 3D integrācijai, uzsverot skaitļošanas mikroshēmu un HBM apvienošanu heterogēnās sistēmās. Samsung oficiālajā progresīvo iepakošanas pārskatā ir paskaidrota šī stratēģija.

Potenciālā priekšrocība ir koordinācija. Mākslīgā intelekta procesori ir ļoti atkarīgi no HBM, un korpusa dizains ir cieši saistīts ar to, cik atmiņas steku var novietot ap skaitļošanas mikroshēmām, kā šīs mikroshēmas ir savienotas un kā tiek atdzesēta visa konstrukcija. Uzņēmums, kas var koordinēt loģiku, atmiņu un korpusa dizainu, varētu optimizēt visu sistēmu, nevis katru komponentu uzskatīt par atsevišķu iepirkuma problēmu.

Tas negarantē automātiski līderpozīcijas. Klientiem joprojām rūp procesu briedums, projektēšanas rīki, ekosistēmas atbalsts, ražība, jauda un brīvība kombinēt komponentus no dažādiem piegādātājiem. Globālā sacensība arvien vairāk ir par labākās pilnīgās ražošanas platformas, nevis labākās izolētās tehnoloģijas piedāvāšanu.

Eiropa veido kopīgas izmēģinājuma līnijas un iepakošanas jaudas

Eiropas stratēģija mazāk koncentrējas uz mēģinājumiem vienas nakts laikā dublēt visas Āzijas un ASV ekosistēmu daļas, bet vairāk uz kopīgas infrastruktūras izveidi, kas varētu virzīt pētījumus rūpnieciskai izmantošanai. 2026. gada janvārī FAMES izmēģinājuma līnija Grenoblē kļuva par pirmo no piecām Chips Act izmēģinājuma līnijām, kas sāka darboties. Februārī ES atklāja NanoIC izmēģinājuma līniju imec rūpnīcā Lēvenā ar kopējām investīcijām 2,5 miljardu eiro apmērā, tostarp 700 miljonu eiro ES finansējuma. NanoIC koncentrējas uz tehnoloģijām, kas pārsniedz 2 nm, un eksperimentiem gandrīz rūpnieciskā līmenī. Eiropas Komisijas paziņojums par NanoIC nodrošina finansējumu un darbības jomu.

Iepakojums ir nepārprotama stratēģijas sastāvdaļa. 2026. gada martā Eiropas Komisija piešķīra Silicon Box projektam Novarā, Itālijā, Open EU Foundry statusu, aprakstot to kā progresīvu pusvadītāju iepakošanas un testēšanas iekārtu, kas integrēs mikroshēmas, izmantojot paneļu līmeņa iepakojumu. Skatīt Komisijas lēmumu par Open EU Foundry .

Politikas satvars joprojām tiek izstrādāts. 2026. gada jūnijā Komisija ierosināja Chips Act 2.0, kura mērķis ir samazināt stratēģisko atkarību un stiprināt atbalstu progresīvai mikroshēmu ražošanai. Tā kā šis pasākums ir priekšlikums, nevis pabeigts likumdošanas rezultāts, tas jālasa kā virziens, nevis kā pabeigta finansējuma vai ražošanas garantija. Priekšlikums ir pieejams Eiropas Komisijas Chips Act 2.0 lapā .

Japāna koncentrējas gan uz aizmugurējo daļu, gan uz progresīvu ražošanu

Japānas pusvadītāju stratēģija bieži tiek apspriesta, izmantojot modernākās rūpnīcas un tās spēcīgo iekārtu un materiālu ekosistēmu, taču tieša uzmanība tiek pievērsta arī iepakojumam. 2026. gada 11. aprīlī Japānas Ekonomikas, tirdzniecības un rūpniecības ministrija paziņoja par atlasītajiem projektiem savā programmā pēc 5G ieviešanas, kas ietvēra iepakojuma tehnoloģijas izstrādi optiskai ieviešanai progresīvos pusvadītāju aizmugures procesos. Sākotnējais atlases paziņojums ir atrodams METI programmas lapā .

Optiskajam iepakojumam ir nozīme, jo elektriskās saites patērē vairāk enerģijas un kļūst grūtāk mērogojamas, palielinoties datu pārraides ātrumam. Kopīgi iepakotas optikas un citu optisko savienojumu pieeju mērķis ir pārvietot datus ar zemāku enerģiju uz bitu īsos un vidējos attālumos. Tehnoloģija joprojām attīstās, taču tā arvien vairāk ir daļa no mākslīgā intelekta infrastruktūras iepakojuma plāna, nevis atsevišķa tīklošanas tēma.

Kādas tehnoloģijas, visticamāk, noteiks nākamo posmu

1. Augsta NA EUV un procesa kontrole

Mazākām iezīmēm joprojām ir nepieciešama labāka litogrāfija, metroloģija, maskas, pretestības procesi un defektu kontrole. Augsts NA EUV var samazināt rakstu veidošanas sarežģītību dažos slāņos, taču ekonomiskais jautājums ir, vai instrumentu produktivitāte, ražība un procesu integrācija attaisno milzīgās kapitālizmaksas.

2. Jaudas padeve aizmugurē

Tā kā signālu maršrutēšana un barošanas avota maršrutēšana konkurē par vietu, barošanas avota pārvietošana uz plāksnes aizmuguri var samazināt pārslodzi un sprieguma zudumus. Intel jau izmanto PowerVia ar 18A strāvu, savukārt citas rūpnīcas izstrādā savas pieejas. Šī ir ražošanas inovācija, kas tieši ietekmē korpusa un sistēmas dizainu.

3. Hibrīda savienošana un smalkāks starpformu piķis

Tradicionālie mikroizciļņi aizņem vietu un palielina pretestību. Vara-vara hibrīdsavienojums var nodrošināt daudz smalkākus savienojumus starp sakrautām matricām, palielinot joslas platuma blīvumu un samazinot enerģiju uz katru pārsūtīto bitu. Izaicinājums ir ražošanas precizitāte, virsmas kvalitāte, izlīdzināšana un ražība.

4. HBM integrācija un siltuminženierija

Mākslīgā intelekta paātrinātājiem atmiņas joslas platums var būt tikpat svarīgs kā neapstrādāta skaitļošanas caurlaidspēja. Vairāk HBM steku, lielāki skaitļošanas kompleksi un blīvāki savienojumi palielina termisko blīvumu. Tāpēc korpusa līderība ir tikpat atkarīga no dzesēšanas, mehāniskā dizaina, materiāliem un jaudas piegādes, cik no savienojumu soļa.

5. Pārbaude un zināma derīguma stratēģija

Iepakojums, kas satur vairākas dārgas mikroshēmas, palielina ražas risku. Ražotājiem pirms montāžas ir jāidentificē bojātas mikroshēmas, jāpārbauda savienojumi pēc savienošanas un jādiagnosticē defekti struktūrās, kuras var būt grūti tieši pārbaudīt. Labāka testēšanas metodoloģija var būtiski ietekmēt mikroshēmu sistēmu ekonomiku.

Ko šīs sacensības nozīmē mākslīgā intelekta un mākoņpakalpojumu pircējiem

Datu centru operatoram pusvadītāju sacensība izpaužas ne tikai kā etalonrādītāji. Iepakojuma ietilpība var ietekmēt paātrinātāju pieejamību. HBM integrācija ietekmē atmiņas joslas platumu un izmantojamo modeļa izmēru. Termiskā konstrukcija ietekmē plauktu blīvumu un dzesēšanas prasības. Procesa efektivitāte ietekmē elektroenerģijas patēriņu. Ģeogrāfiskā diversifikācija var ietekmēt izpildes laikus un piegādes nepārtrauktību.

Tas nozīmē, ka pircējiem paātrinātāji jāvērtē kā sistēmas. Nomināli ātrāks skaitļošanas mikroshēma ne vienmēr ir labāka platforma, ja atmiņas apakšsistēma ir ierobežota, korpuss darbojas karstāk vai piegādi ierobežo specializēts iepakošanas solis. Tāpat mikroshēma, kas ražota uz nedaudz vecāka mezgla, var saglabāt augstu konkurētspēju, ja tās korpusa arhitektūra, atmiņas joslas platums, programmatūras steks un energoefektivitāte ir spēcīgāka.

Ko skatīties 2027. un 2028. gadā

• Faktiskais apjoma pieaugums, ne tikai ceļveža datumi. Vērojiet, kuri uzlabotie mezgli un pakotņu tehnoloģijas tiek piegādātas ilgtspējīgā klientu apjomā.
• Iepakojuma ražība un ietilpība. CoWoS, EMIB, Foveros, I-Cube, X-Cube, hibrīdlīmēšana un paneļu līmeņa iepakojums ir svarīgi tikai tad, ja tos var ekonomiski ražot plašā mērogā.
• HBM piegādes un pakotņu kopīga izstrāde. Atmiņas un pakotņu izstrādes plāni mākslīgā intelekta aparatūrai kļūst arvien nedalāmāki.
• Kopīgi iepakota optika. Šī tehnoloģija varētu kļūt svarīga, jo elektriskā I/O jauda kļūst par arvien lielāku sistēmas enerģijas patēriņa daļu.
• Reģionālā pilnīgums. Jaunas ražotnes ir stratēģiski vērtīgas, taču svarīgākais jautājums ir, vai reģionam ir arī substrāti, iepakojums, testi, atmiņa, instrumenti, ķīmiskās vielas un kvalificēti darbinieki.
• Atvērtas mikroshēmu ekosistēmas. Jo vieglāk dizaineri var kombinēt dažādu piegādātāju mikroshēmas un procesa mezglus, jo elastīgāks kļūst uzlabots iepakojums kā alternatīva monolītām mikroshēmām.

Galvenais rezultāts

Globālās pusvadītāju sacensības 2026. gadā nebūs vienas sacensības ar vienu uzvarētāju. TSMC apvieno agresīvu, modernu ražošanu ar strauji augošām 3DFabric un CoWoS iespējām. Intel cenšas apvienot 18A klases ražošanu ar diferencētu iepakojuma steku un uz ASV centrētu liešanas modeli. Samsung var apvienot liešanas, atmiņas un modernu iepakojumu. Eiropa veido kopīgu izmēģinājuma infrastruktūru un jaunas iepakojuma jaudas, savukārt Japāna iegulda aizmugures un optiskās integrācijas tehnoloģijās līdztekus plašākai pusvadītāju bāzei.

Vissvarīgākā maiņa ir konceptuāla: korpuss tagad ir daļa no procesora. Nākotnes veiktspējas pieaugums radīsies ne tikai no tranzistoru samazināšanas, bet arī no pareizo skaitļošanas, atmiņas, I/O un optisko komponentu izvietošanas kopā ar pietiekamu joslas platumu, energoefektivitāti, dzesēšanu, ražību un ražošanas jaudu, lai padarītu dizainu ekonomisku. Uzņēmumiem un reģioniem, kas apgūst gan ražošanu, gan heterogēnu integrāciju, būs spēcīgākās pozīcijas nākamās paaudzes mākslīgajā intelektā un augstas veiktspējas skaitļošanā.