Micron تتعهد بتقديم 10 مليارات دولار لإنشاء مختبر متقدم للذاكرة وتغليف الشرائح في Boise

تعهدت شركة Micron Technology بتخصيص 10 مليارات دولار لبناء مختبر للبحث والتطوير في Boise بولاية Idaho، مخصص لتطوير معماريات ذاكرة من الجيل التالي، وتغليف الشرائح المتقدم، وتصميمات حوسبة مبتكرة. ووفقاً لتقرير أعدته Neetika Walter، سيركز المرفق المخطط له على تقنيات الذاكرة التي تتجاوز المعايير الصناعية الحالية، بهدف حل قيود المعالجة ونطاق التردد الحيوية في الذكاء الاصطناعي والحوسبة الفائقة. ويمثل هذا التعهد واحدًا من أكبر الاستثمارات في موقع بحثي فردي في تاريخ صناعة أشباه الموصلات الأمريكية، ويمكّن Boise كمركز تكنولوجي عالمي رئيسي لشركة Micron.

## Key facts

- تستثمر شركة Micron Technology مبلغ 10 مليارات دولار لبناء مختبر متقدم لأبحاث أشباه الموصلات في Boise بولاية Idaho. - يستهدف المرفق صيغ ذاكرة من الجيل التالي، وتغليف الشرائح المتقدم، ومعماريات حوسبة من الجيل التالي، وتقنيات جديدة لعمليات تصنيع الشرائح. - تهدف المبادرات البحثية إلى التغلب على قيود التدرج الفيزيائي المتأصلة في معماريات الذاكرة العشوائية الديناميكية (DRAM) القياسية وذاكرة NAND الفلاشية. - يوسع الاستثمار المقر العالمي الرئيسي لشركة Micron ووجودها في مجال البحث والتطوير في جنوب غرب Idaho. - يأتي هذا الإعلان في وقت تتسابق فيه شركات تصنيع الشرائح العالمية لتوفير ذاكرة عالية نطاق التردد وعالية الكثافة لدعم أحمال عمل حوسبة الذكاء الاصطناعي.

## What happened

يخصص تعهد Micron البالغ 10 مليارات دولار رأس مال مكرساً لبناء بيئة مختبرية متخصصة قادرة على تطوير نماذج أولية لتقنيات تتجاوز بكثير عقد التصنيع الأكثر تقدمًا اليوم. وتستهدف المبادرة أربعة تخصصات تقنية رئيسية: تصميم ذاكرة الجيل التالي، والتغليف المتقدم، ونماذج الحوسبة الثورية، وتقنيات تصنيع أشباه الموصلات الجديدة، بحسب ما أفادت به Neetika Walter.

في الإلكترونيات الدقيقة التقليدية، يعتمد تدرج الأجهزة على تصغير الترانزستورات على مستوى ثنائي الأبعاد. ومع ذلك، مع اقتراب الطباعة الضوئية للسيليكون من الحدود الذرية، فإن القيود الفيزيائية مثل التسرب الكهربائي، والإنتاج الحراري المفرط، والسعة الطفيلية تجعل التصغير التقليدي صعباً ومكلفاً بشكل متزايد. وقد تم تنظيم مختبر Micron الجديد في Boise للتركيز على أبحاث الذاكرة ما بعد السيليكون والذاكرة غير التطايرية، واستكشاف ابتكارات علم المواد وتصميم الشرائح ثلاثية الأبعاد.

وتشمل مجالات التركيز الرئيسية للمختبر ما يلي:

- التغليف المتقدم للشرائح أفقياً (2.5D) ورأسياً (3D)، والذي يتضمن تجميع شرائح الذاكرة مباشرة فوق معالجات المنطق أو بجوارها باستخدام فواصل سيليكونية (silicon interposers) ووصلات دقيقة (micro-bumps). وتؤدي هذه التقنية إلى تقليل المسافة الفيزيائية التي يجب أن تقطعها البيانات، مما يقلل بشكل كبير من زمن الانتقال واستهلاك الطاقة. - معماريات ذاكرة من الجيل التالي مصممة لاستبدال أو توسيع نطاق الذاكرة العشوائية الديناميكية (DRAM) القياسية وتخزين NAND الفلاشي. وستستكشف الأبحاث تقنيات مرشحة مثل الذاكرة الحديدية (FeRAM)، والذاكرة المغناطيسية (MRAM)، وذاكرة تغيير الطور، بالإضافة إلى دمج هياكل DRAM ثلاثية الأبعاد الأحادية. - معماريات الحوسبة داخل الذاكرة والمعالجة داخل الذاكرة (PIM). وتنفذ هذه النماذج العمليات الرياضية الأساسية مباشرة داخل مصفوفة الذاكرة نفسها، مما يلغي الحاجة إلى نقل البيانات باستمرار ذهاباً وإياداً بين وحدات المعالجة المركزية (CPUs) أو وحدات معالجة الرسومات (GPUs) وذاكرة النظام. - منهجيات التصنيع المتقدمة، بما في ذلك تقنيات الطباعة الضوئية بالأشعة فوق البنفسجية المتطرفة ذات الفتحة العددية العالية (High-NA EUV)، وترسيب الطبقة الذرية، وإجراءات النقش الجديدة دون النانومتر.

ومن خلال توحيد هذه التخصصات داخل مرفق بحثي واحد، تهدف Micron إلى تسريع انتقال الاكتشافات المختبرية إلى خطوط التصنيع التجاري عالي الحجم.

## Why it matters

تقع الأولويات التكنولوجية التي يستهدفها مختبر Micron الجديد عند نقطة التقاطع الدقيقة لأشد الاختناقات التي تواجه الذكاء الاصطناعي الحديث وعمليات مراكز البيانات. على مدى العقد الماضي، توسعت سرعة المعالج وكثافة الحوسبة بمعدل أسرع بكثير من نطاق تردد الذاكرة وسعتها - وهو تفاوت يُعرف في صناعة التكنولوجيا باسم «جدار الذاكرة».

تتطلب نماذج اللغات الكبيرة، والشبكات العصبية للتعلم العميق، ومجموعات الحوسبة عالية الأداء التدفق المستمر لكميات هائلة من البيانات إلى وحدات المعالجة في وقت واحد. وعندما تُجبر أنوية المعالج على الانتظار لحين نقل ناقلات الذاكرة للبيانات، يتوقف أداء الشرائح ويرتفع استهلاك الطاقة. وقد برزت الذاكرة ذات نطاق التردد العالي (HBM) - التي تقوم بتجميع قوالب DRAM متعددة رأسياً باستخدام الفتحات عبر السيليكون (TSVs) - كجسر حيوي، ولكن تصميمات HBM الحالية تواجه قيوداً حرارية وقيوداً في غلة التصنيع. ويهدف تركيز Micron على التغليف ومعماريات الجيل التالي إلى إزالة أسقف الأداء هذه.

اقتصادياً، يعزز التعهد البالغ 10 مليارات دولار موقع الولايات المتحدة في الأبحاث الأساسية لأشباه الموصلات. وفي حين تنتج مصانع تصنيع الشرائح (fabs) رقائق تجارية ناضجة، تبتكر مختبرات البحث والتطوير الملكية الفكرية الخاصة، وبراءات اختراع المواد، وصفات العمليات التي تحدد الريادة السوقية طويلة الأجل. وتتنافس Micron بشكل مباشر مع شركتي Samsung Electronics وSK Hynix الكوريتين الجنوبيتين في قطاع الذاكرة العالمي، والذي يمثل نحو 25 إلى 30 بالمئة من إجمالي سوق أشباه الموصلات. وتتمتع SK Hynix حالياً بموقع قوي في ذاكرة HBM الموردة لمطوري أجهزة الذكاء الاصطناعي مثل Nvidia، مما يجعل استثمار Micron الجريء في البحث والتطوير ضرورة استراتيجية لضمان حصة سوقية مستقبلياً في سلاسل توريد ذاكرة الذكاء الاصطناعي.

## The background

تأسست شركة Micron Technology عام 1978 في قبو عيادة أسنان بمدينة Boise، ونمت لتصبح المصنع الرئيسي لشرائح الذاكرة الذي يقع مقره في الولايات المتحدة. وعلى مدى أربعة عقود، بَنَت الشركة أعمالها على ذاكرة DRAM القياسية - المستخدمة للذاكرة المؤقتة عالية السرعة للنظام - وذاكرة NAND الفلاشية المستخدمة للتخزين غير التطايري في محركات الأقراص ذات الحالة الصلبة (SSDs) والأجهزة المحمولة.

ومع ذلك، خضع تصنيع الذاكرة تاريخياً لدوائر رأس مال حادة، تميزت بتقلبات شديدة في الأسعار، وفائض في القدرة الإنتاجية، ومتطلبات كبرى للنفقات الرأسمالية. ولحماية الربحية والحفاظ على التكافؤ التقني مع المنافسين الدوليين، اضطُر مصنعو الذاكرة إلى الابتكار المستمر في كفاءة الإنتاج وكثافة الدوائر.

وتغير المشهد العالمي بشكل دراماتيكي عقب إقرار قانون «CHIPS والعلوم» الأمريكي لعام 2022، وهو قانون فيدرالي يمنح 52.7 مليار دولار في شكل إعانات مباشرة وضمانات قروض وإعفاءات ضريبية لتحفيز تصنيع وأبحاث أشباه الموصلات المحلية. وعقب صدور القانون، وضعت Micron خطط توسع تمتد لعقود وتتكلف عشرات المليارات من الدولارات داخل الولايات المتحدة، بما في ذلك مجمعات تصنيع رئيسية في Clay بولاية New York، ومصنع متقدم للذاكرة في نفس موقع مقرها بمدينة Boise بولاية Idaho.

وبينما تنفذ المصانع التجارية التصنيع عالي الحجم لعقد العمليات من الجيل الحالي، يعمل المختبر المعلن عنه حديثاً بقيمة 10 مليارات دولار في مرحلة سابقة ضمن دورة حياة التكنولوجيا. إذ يعمل حاضنةً للمفاهيم الفيزيائية التي لن تصل إلى خطوط التصنيع التجاري قبل خمس إلى عشر سنوات. وتاريخياً، كانت Idaho بمثابة المركز البحثي الرئيسي لشركة Micron؛ وحتى مع توسيع الشركة للإنتاج التجاري الكبير في Singapore وJapan وTaiwan، فإن وصفات تقنية العمليات الأولية وتطوير الخطوط التجريبية كانت تنطلق دائماً من مقرها الرئيسي في Boise.

## Reaction

ورغم أن البيانات الرسمية العامة الصادرة عن المسؤولين التنفيذيين ومسؤولي الولاية لم ترد بالتفصيل في التقرير الأصلي، فإن الاستثمارات الرأسمالية الكبرى بهذا الحجم تثير عادةً ردود فعل منسقة عبر المنصات الولائية والفيدرالية والصناعية.

ومن المتوقع أن تؤيد قيادات الحكومة المحلية والحكومة الولائية في Idaho المشروع، حيث تولد استثمارات أبحاث أشباه الموصلات واسعة النطاق الآلاف من الوظائف الثانوية في الهندسة المتخصصة والبناء وصيانة المرافق، إلى جانب توسيع القاعدة الضريبية المحلية. ومن المرجح أن يشير المسؤولون الاقتصاديون الفيدراليون، وخاصة داخل وزارة التجارة الأمريكية، إلى المرفق كدليل ملموس على أن تشريعات أشباه الموصلات المحلية تنجح في إعادة ابتكارات الإلكترونيات الدقيقة الأساسية إلى الأراضي الأمريكية.

ويرى محللو القطاع ومهندسو الأجهزة في الإعلان إشارة واضحة إلى أن صناعة أشباه الموصلات تحول تركيزها بعيداً عن مجرد تصغير الترانزستورات باتجاه تحولات معمارية جذرية. وسيراقب محللو الأسهم في Wall Street توجيهات النفقات الرأسمالية لشركة Micron لتقييم كيفية استهلاك استثمار 10 مليارات دولار عبر ميزانيات البحث متعددة السنوات، والموازنة بين أهداف هامش الأرباح الفورية للشركة وموقعها التنافسي طويل الأجل.

## What we don't know yet

رغم ضخامة الإعلان البالغ 10 مليارات دولار، لا تزال العديد من التفاصيل التشغيلية الرئيسية غير مؤكدة:

- الجداول الزمنية للبناء والمواعيد الرسمية للتشغيل: لم يتم تحديد موعد وضع حجر الأساس بدقة، أو جدول البناء مرحلة بمرحلة، أو التاريخ المستهدف لبدء العمليات المختبرية الأولى علناً. - متطلبات القوى العاملة: لم يتم الإعلان بعد عن العدد الإجمالي لوظائف الأبحاث المتخصصة، وعلماء المواد، ومهندسي البرمجيات، وفنيي المختبرات المتوقع عملهم في المرفق الجديد. - هيكل التمويل: لم يتم تفصيل التوزيع المالي الدقيق بين النفقات الرأسمالية الداخلية لشركة Micron، والإعفاءات الضريبية للولاية، والإعانات الفيدرالية المحتملة المخصصة عبر برامج أبحاث قانون «CHIPS والعلوم». - التركيز الخاص على المواد: ليس واضحاً بعد ما هي كيمياء الذاكرة غير التطايرية المحددة أو معمارية التغليف ثلاثية الأبعاد الخاصة التي ستعطيها Micron الأولوية للإنتاج التجريبي الأولي في الموقع.

## What to watch

في الأشهر المقبلة، ستوضح عدة نقاط تطوير رئيسية نطاق المرفق في Boise والتقدم المحرز فيه:

- تخطيط الموقع المحلي والطلبات البلدية: ستكشف تقارير الأثر البيئي، وطلبات التقسيم البلدي، وتصاريح البناء المقدمة إلى مقاطعة Ada والسلطات المحلية في Boise عن المساحة الفعلية والمساحة بالمتر المربع للمرفق. - منح قانون CHIPS: إعلانات وزارة التجارة الأمريكية بشأن المنح الفيدرالية المباشرة المطابقة أو مخصصات تمويل البحث والتطوير المصممة خصيصاً للبنية التحتية لمختبرات ما بعد السيليكون. - الإفصاحات العلمية وبراءات الاختراع: الأوراق التقنية والعروض التقديمية التي يقدمها مهندسو Micron في المؤتمرات الصناعية الكبرى، مثل اجتماع الأجهزة الإلكترونية الدولي لـ IEEE (IEDM) ومؤتمر الدوائر الصلبة الدولي (ISSCC)، والتي تفصل أداء المواد الجديدة. - تعريقات معايير JEDEC: التقدم في هيئات توحيد معايير الذاكرة العالمية فيما يتعلق بالمعايير المستقبلية للذاكرة ذات نطاق التردد العالي (HBM4) وواجهات أجهزة Compute Express Link (CXL).

يستند هذا التقرير إلى ما أوردته Neetika Walter.