لقد أصبح Rapidus، وهو جهد اليابان لإنشاء بديل محلي لصناعة الرقائق لشركة TSMC وSamsung Foundry، مشروعًا صناعيًا وطنيًا واسع النطاق من النوع الذي قد يحلم به الأمريكيون ولكن لا يمكن أن يضاهيه سوى الصين وتايوان وكوريا الجنوبية.
تتمثل الخطة في بناء مسبك دوائر متكاملة منطقية متطور وبدء الإنتاج التجاري بعقدة 2 نانومتر في عام 2027. ويجري حاليًا بناء المنشأة في شيتوس بالقرب من سابورو في جزيرة هوكايدو الشمالية. وفقًا لتقرير غير مؤكد ولكن تم الاستشهاد به على نطاق واسع في الصحافة اليابانية، تستهدف Rapidus إنتاج 1.4 نانومتر بحلول نهاية العقد.
تأسست Rapidus في عام 2022، وكانت مدعومة في الأصل من قبل ثماني شركات يابانية رائدة والحكومة اليابانية. ومن بين الداعمين من القطاع الخاص سوني وتويوتا وذراعها لأشباه الموصلات دينسو، وشركة كيوكسيا لصناعة ذاكرة فلاش ناند، التي كانت في السابق جزءًا من توشيبا، وشركة الاتصالات الوطنية إن تي تي، وصانع معدات الاتصالات ومطور البرمجيات الصناعية إن إي سي، ومجموعة سوفت بنك الاستثمارية، وميتسوبيشي يو إف جيه، أكبر بنك في اليابان.
المروج للمشروع والمستثمر الرئيسي هو NEDO، منظمة تطوير الطاقة الجديدة والتكنولوجيا الصناعية اليابانية، وهي وكالة وطنية مستقلة للبحث والتطوير تدعمها وزارة الاقتصاد والتجارة والصناعة (METI).
بعد وقت قصير من تأسيسها، أعلنت شركة Rapidus وشركة IBM الأمريكية عن “شراكة تطوير مشتركة” لتسويق تكنولوجيا معالجة أشباه الموصلات التي تنتجها شركة IBM والتي تبلغ طاقتها 2 نانومتر في اليابان.
في 13 ديسمبر، ذكرت الصحافة اليابانية أن 22 شركة إضافية تدرس الاستثمار في Rapidus. وتشمل هذه:
الشركات المصنعة بما في ذلك Honda وCanon وSeiko Epson وFujifilm وFujitsu، التي تعمل على تطوير وكلاء الذكاء الاصطناعي للمؤسسات؛ شركات التكنولوجيا المتخصصة بما في ذلك صانع مصادر الضوء Ushio، ومورد المكونات Kyocera، وJX Advanced Metals، ومصمم الأقنعة الضوئية Dai Nippon Printing، وأخصائي الوقاية من الحرائق Nohmi Bosai، ومطور برامج التصميم Argo Graphics، وصانع المواد الكيميائية المتخصصة Nagase Sangyo؛ شركة هوكايدو للطاقة الكهربائية والخدمات اللوجستية Nippon Express؛ سبعة بنوك تجارية إضافية وبنك التنمية الياباني.
وبشكل منفصل، تقوم شركة Organo ببناء منشأة لتنقية المياه في الموقع والتي ستمتلكها وتديرها نيابة عن Rapidus.
في 17 ديسمبر، أعلنت Rapidus عن مجموعة جديدة من أدوات التصميم لدعم حل التصميم بمساعدة الذكاء الاصطناعي Rapidus، أو Raads، وهو عنصر أساسي في خدمة التصنيع السريعة والموحدة لتصنيع أشباه الموصلات المتقدمة. سيتم إصدار أدوات متعددة تحت اسم Rapidus AI-Agentic Design Solution العام المقبل، بدءًا من:
Raads Generator: أداة لأتمتة التصميم الإلكتروني (EDA) تعتمد على نماذج اللغات الكبيرة (LLMs). عندما يقوم المصممون بإدخال مواصفات أشباه الموصلات، يقوم Raads Generator بإخراج بيانات التصميم المحسنة لعملية التصنيع التي تبلغ 2 نانومتر في الشركة. Raads Predictor: أداة لتصحيح أخطاء مستوى نقل التسجيل (RTL) وتحسين التصميم المادي والتنسيب والتوجيه. ويمكنه تقدير الطاقة والأداء والمساحة (PPA) بسرعة، وهي المتغيرات الثلاثة المستخدمة لتحديد التصميمات المثالية لأشباه الموصلات. ومن خلال استخدام Raads جنبًا إلى جنب مع أدوات EDA الحالية، تشير تقديرات Rapidus إلى أنه ينبغي للمطورين أن يكونوا قادرين على تقليل وقت التصميم بما يقدر بنحو 50% وتكاليف التصميم بنسبة 30%.
يمكن للمصممين استخدام Raads Generator لتحويل مفاهيم ومواصفات التصميم إلى كود مصدر RTL، ثم إدخال البيانات في Raads Predictor جنبًا إلى جنب مع Synopsys Design Constraints (SDC) لتقدير أداء السيليكون الذي تم تصنيعه بواسطة Rapidus.
Synopsis هي واحدة من أكبر الشركات الموردة لتكنولوجيا EDA لصناعة أشباه الموصلات في العالم. لقد دخلت مؤخرًا في شراكة مع Nvidia في التصميم والمحاكاة والتحقق والحوسبة المتسارعة باستخدام التوائم الرقمية.
كما أوضح الموجز، يعد تصميم RTL خطوة أساسية في عملية تصميم الدوائر الرقمية. فهو يحدد ويحسن الوظيفة المنطقية للتصميم الرقمي قبل تحديد التخطيط المادي للدائرة.
يقوم المهندسون بتحويل السلوك المطلوب عالي المستوى لتصميمهم إلى كود برمجي باستخدام لغة وصف الأجهزة. يُطلق على عنصر الجهاز الذي يمكنه تخزين كمية محددة من البيانات اسم السجل.
بعد إطلاق Raads Generator وRaads Predictor، تعتزم Rapidus إطلاق أدوات إضافية طوال عام 2026، بما في ذلك:
Raads Navigator/Raads Indicator: يستخدم LLMs لتوفير ضمان الجودة والمساعدة للمصممين لاستخلاص حلول لمشاكل التصميم. Raads Manager: أداة تصميم تخطيط تستخدم التعلم الآلي/الذكاء الاصطناعي لإنشاء تكوين هرمي يقلل من وقت التصميم. Raads Optimizer: يطبق التعلم الآلي/الذكاء الاصطناعي للبحث عن المعلمات واشتقاقها لتحسين PPA.
يقدم التكامل المبتكر لشركة Rapidus لمسبك التصنيع معالجة الرقاقة المفردة عبر جميع عمليات التصنيع. على الرغم من أنه أبطأ من المعالجة المجمعة، إلا أن هذا النهج أكثر دقة وأكثر ملاءمة للأجهزة المعقدة مثل معالجات الذكاء الاصطناعي ذات أحجام الميزات الصغيرة للغاية.
يمكن للآلات المستخدمة في معالجة الرقاقة الواحدة أيضًا جمع بيانات أكثر تفصيلاً باستخدام أجهزة الاستشعار، مما يسهل التحكم والتغذية المرتدة المستندة إلى الذكاء الاصطناعي لتحسين التحكم وزيادة الإنتاجية.
في يونيو الماضي، قامت Rapidus بتوصيل أكثر من 200 قطعة متقدمة من المعدات لإنشاء نظام آلي جديد لمعالجة المواد لدعم النماذج الأولية للبوابة الشاملة (GAA) بدقة 2 نانومتر. إن GAA، كما هو موضح بواسطة Applied Materials، عبارة عن بنية ترانزستور متقدمة تدعم القياس مع تقلب أقل وأداء أعلى واستهلاك أقل للطاقة.
مثل بقية صناعة أشباه الموصلات في اليابان، تم دمج Rapidus في النظام البيئي العالمي الذي انبثق من وادي السيليكون. ما يميزها هو طموحها لإعادة اليابان إلى الطليعة في تصميم وإنتاج الدوائر المتكاملة المنطقية باستخدام تكنولوجيا قادرة على تصنيع معالجات الذكاء الاصطناعي الأكثر تقدمًا.
وهيمنت الشركات اليابانية، بما في ذلك إن إي سي وهيتاشي وميتسوبيشي إلكتريك، على أسواق أشباه الموصلات العالمية في التسعينيات قبل أن تفقد تفوقها أمام المنافسين الكوريين الجنوبيين وموجة جديدة من الابتكار في الولايات المتحدة.
واحتفظ اليابانيون بمكانة أساسية في معدات ومواد إنتاج أشباه الموصلات، ولكن نظراً للصراع مع الصين، فإن هذا لم يعد كافياً. ولا يمكن لليابان أن تعتمد بأمان على الرقائق التي تصنعها شركة TSMC في تايوان، كما أن الاعتماد الكامل على الولايات المتحدة ليس خيارا قابلا للتطبيق
بدأت TSMC إنتاج كميات كبيرة من 2 نانومتر في الربع الأخير من عام 2025 وتقوم بتطوير تقنية معالجة 1.6 نانومتر و1.4 نانومتر لتقديمها بحلول نهاية العقد. بدأت Samsung Foundry أيضًا في الإنتاج بدقة 2 نانومتر، لكنها ستجد صعوبة في مطابقة القدرة الإنتاجية لشركة TSMC.
وتسيطر شركة TSMC على حوالي 70% من سوق المسابك العالمية مقابل 7% لشركة Samsung Foundry، وفقًا لشركة أبحاث السوق TrendForce. ألغت شركة Intel Foundry عقدة 2 نانومتر للتركيز على 1.8 نانومتر، والتي قد تكون جاهزة للإنتاج التجاري في عام 2027، وفقًا لمصادر الصناعة.
تعمل Rapidus على اللحاق بشركتي TSMC وSamsung ولكن يبدو أنها تعمل وفقًا لجدول زمني مشابه لخطة Intel. وبعيدًا عن IBM، تعمل Rapidus مع Tenstorrent ومقرها كاليفورنيا، وهي مصممة وحدات المعالجة المركزية RISC-V ومعالجات الذكاء الاصطناعي، وقد تجتذب عملاء آخرين مهتمين بالتنافس مع Nvidia وAMD مع تجنب الاعتماد على تايوان.
في نوفمبر/تشرين الثاني، عينت الحكومة اليابانية شركة Rapidus كمشغل رسمي للأعمال بموجب برنامج METI الذي يهدف إلى ضمان إنتاج مستقر لأشباه الموصلات. وتعد الشركة الآن رأس الحربة الرسمية للحملة اليابانية لاستعادة مكانة الدرجة الأولى في تصنيع الرقائق.
اتبع هذا الكاتب على X: @ScottFo83517667
