توحيد صناعة أشباه الموصلات

يُعدّ اندماج شركات أشباه الموصلات اتجاهاً يتمثل في تعاون هذه الشركات من أجل الوصول إلى تآزر عملي بهدف القدرة على العمل وفق نموذج أعمال قادر على تحقيق الربحية المستدامة .

منذ الانتشار السريع للرقائق الإلكترونية الحديثة في ستينيات القرن الماضي، كانت معظم الشركات العاملة في إنتاج أشباه الموصلات متكاملة رأسياً بشكل كبير. فقد امتلكت هذه الشركات مصانعها الخاصة وأدارتها، بالإضافة إلى تقنيات المعالجة التي سهّلت إنتاج الرقائق. وكانت عمليات البحث والتصميم والاختبار والإنتاج والتصنيع تتم جميعها داخل الشركة. ومع تطور صناعة أشباه الموصلات، اشتدت المنافسة في السوق، وبدأت الشركات في استخدام خارطة طريق تكنولوجية لتحديد أهداف الصناعة. عُرفت هذه الخارطة بقانون مور ، وهو اتجاه إحصائي لاحظه غوردون مور، المؤسس المشارك لشركة إنتل، حيث يتضاعف عدد الترانزستورات في الدائرة المتكاملة كل عامين تقريباً. ^{[ 1 ]} هذه الزيادة في عدد الترانزستورات تعني أن الرقائق أصبحت أصغر حجماً وأسرع مع مرور الوقت.

مع ازدياد سرعة الرقائق الإلكترونية، ازدادت مستويات التعقيد في دوائرها . حرصت الشركات على تحديث آلاتها باستمرار لمواكبة متطلبات الإنتاج وتطوير الدوائر الجديدة. وتسابقت الشركات لتصغير حجم الترانزستورات بهدف زيادة عددها على نفس حجم شريحة السيليكون ، ما يُتيح إنتاج رقائق أسرع. عُرفت هذه الممارسة باسم "التصغير".

أصبحت الشركات تتسابق فيما بينها ومع نفسها لإنتاج أسرع شريحة إلكترونية تالية، إذ كان الهدف الأسمى هو تحقيق قانون مور أو تجاوزه. ومع تصغير أحجام أشباه الموصلات، أصبحت عملية الإنتاج أكثر تعقيدًا. فآلات التصنيع، التي كانت تنتج رقائق بحجم المليمتر في ستينيات القرن الماضي، أصبحت تعمل الآن على مستوى الميكرومتر وتتجه نحو مقياس النانومتر . اعتبارًا من عام 2011معظم مصنعي المعالجات المتطورة يعملون بتقنية 32 نانومتر ويتجهون نحو إنتاج كامل بتقنية 22 نانومتر ؛ وهي أحجام تُضاهي حجم الحمض النووي البشري . تُعرف عملية إنتاج معظم هذه الرقائق المعقدة باسم الطباعة الضوئية ، وقد ارتفعت تكلفة المعدات وتشغيلها بشكل هائل، مما أدى إلى اندماج حتمي لشركات أشباه الموصلات.

كانت شركات مثل زيلينكس ومركز التصميم الغربي رائدةً في هذا المجال، وكانت أول من أدرك جدوى نموذج عدم الحاجة إلى دعم مصنع تصنيع متكامل. ومع استمرار ارتفاع التكاليف واشتداد المنافسة، لم يعد بالإمكان تركيز الموارد على الحفاظ على نموذج أعمال يتطلب دعم البحث والإنتاج. فكان الحل هو نموذج شركات أشباه الموصلات غير المصنعة (Fabless) ، حيث تستطيع الشركة تركيز جميع مواردها على تصميم وتسويق وبيع أجهزتها، بينما توكل إنتاجها إلى شركات تصنيع متخصصة تُعرف باسم " مصانع أشباه الموصلات" .

لقد نما نموذج العمل هذا إلى حد كبير لدرجة أن المبادرة الجديدة كانت تُروج لها مجموعة تسمى جمعية أشباه الموصلات بدون مصانع (FSA) والتي أصبحت الآن التحالف العالمي لأشباه الموصلات .

تمكنت هذه المصانع، التي تُعرف عادةً باسم مصانع الرقائق، من تحديث أنظمة التجميع والطباعة الضوئية بسهولة أكبر بكثير من نظيراتها، إذ انصب تركيزها بالكامل على تلبية الطلبات الكبيرة الواردة من الشركات التي لا تمتلك مصانع رقائق. علاوة على ذلك، تحسنت أرباح هذين النموذجين التجاريين بشكل ملحوظ.

رغم أن الشركات قد استفادت من نموذج أعمال تصميم الرقائق الإلكترونية، إلا أنه أصبح أقل استدامة في العصر الحديث. فالمعالج الدقيق الحديث يتطلب مليارات الدولارات من الأبحاث، وأشهراً أو سنوات من البحث، وفرقاً تضم مئات المهندسين لاختبار وتطوير الشريحة. ولذلك، أصبحت الشركات الأصغر حجماً والأقل تكاملاً رأسياً (مثل شركات تصميم الرقائق الإلكترونية) أقل جدوى .

من جهة، ستكون شركة إنتل وعدد قليل من الشركات القادرة على تحمل تكاليف مصانعها الخاصة لتصنيع أشباه الموصلات - والتي ستتراوح تكلفة بنائها بين 2.5 و3 مليارات دولار في عام 2003، وسترتفع إلى 6 مليارات دولار بحلول عام 2007 - وستجري أبحاثًا أساسية حول تصميم الترانزستورات أو مواد الرقائق الجديدة. ستعالج هذه المصانع الجديدة رقائق بقطر 300 مليمتر، وهي أكبر حجمًا وأكثر تعقيدًا في التصنيع من رقائق 200 مليمتر الحالية. أما من جهة أخرى، فسيكون باقي الشركات. سيتعين عليهم مشاركة مصانعهم، وتوحيد جهودهم البحثية، وشراء التكنولوجيا، أو الاعتماد بشكل أكبر على مصانع خارجية، والتي بدورها ستضطر إلى طلب المساعدة. هذه النظرية، المعروفة باسم " قانون روك "، صاغها لأول مرة المستثمر آرثر روك، حيث اقترح أن تكلفة مصنع التصنيع تتضاعف كل 4 سنوات، لتصل في النهاية إلى نقطة تتعارض فيها مع قانون مور. ويعني هذا أن ارتفاع تكاليف المصانع سيحول دون تحقيق المزيد من التحسينات في الرقائق. وإدراكًا لذلك، بدأت الشركات بالتعاون. وهذا يعني أيضاً أن العديد من الشركات المتوافقة أصبحت أهدافاً للاستحواذ من أجل تعزيز العلاقات والمساعدة في تحسين أرباح الشركات .

في يوليو 2006، أعلنت AMD عن استحواذها على شركة ATI Technologies، المتخصصة في تصنيع وحدات معالجة الرسومات، مقابل 4.3 مليار دولار نقدًا و58 مليون سهم من أسهمها ، وأُنجزت عملية الاستحواذ في 25 أكتوبر 2006. ^{[ 2 ]} وفي أكتوبر 2008، أعلنت AMD عن خططها لفصل عمليات التصنيع في مشروع مشترك مع شركة Advanced Technology Investment Co. ، وهي شركة استثمارية من أبوظبي . وقد وفرت هذه الشراكة والمشروع الجديد الناتج عنها، والذي سُمي GlobalFoundries Inc. ، سيولة نقدية لشركة AMD، مما سمح لها بالتركيز كليًا على تصميم الرقائق. ^{[ 3 ]}

قامت شركتا TI و Infineon بالاستعانة بمصادر خارجية لبعض عمليات الإنتاج إلى شركة تصنيع أشباه الموصلات الدولية في شنغهاي ^{[ 4 ] [ 5 ]}

تتعاون شركات موتورولا ، وإس تي مايكروإلكترونيكس ، وفيليبس ، وشركة تايوان لتصنيع أشباه الموصلات .

في عام 2000، تعاونت شركات سوني كمبيوتر إنترتينمنت ، وتوشيبا ، وآي بي إم لتصميم وتصنيع معالج Cell . عُرف هذا التحالف بين الشركات الثلاث باسم "STI"، وعمل أكثر من 400 مهندس من الشركات الثلاث معًا في أوستن، تكساس، في منشأة بُنيت خصيصًا لهذا المشروع عام 2001. ومنذ ذلك الحين، استُخدم المعالج في العديد من المنتجات التجارية، بما في ذلك بعض خوادم IBM BladeCenter ^{[ 6 ]} وجهاز ألعاب سوني PS3 . ^{[ 7 ]}

شهد قطاع تجميع واختبار أشباه الموصلات الخارجي (OSAT) اندماجات كبيرة في السنوات الأخيرة. ^{[ 8 ]} ويعود ذلك إلى سعي شركات OSAT إلى تمييز نفسها، حيث يُعدّ الاندماج، بالمعنى الأفقي، أحد أكثر الطرق فعالية لتحقيق تميز أفضل. ^{[ 9 ]}

بحسب المحللين ، يتجه القطاع نحو التعاون على نطاق واسع. مع ذلك، ستتمكن شركات مثل إنتل وآي بي إم وتوشيبا من البقاء بمفردها، كونها حالياً رائدة في أسواق المعالجات الدقيقة والخوادم والذاكرة ( بهذا الترتيب).

• نموذج المسبك
• تصنيع أجهزة أشباه الموصلات