بر اساس گزارش اخیر Nikkei، صنعت نیمه هادی ژاپن، دو شرکت فناوری پیشرو در این کشور، Rapidus Corporation و Denso Corporation، برای به اشتراک گذاشتن متدولوژی های پیشرفته طراحی تراشه به نیروهای خود ملحق شده اند. این همکاری اولین باری است که شرکت‌های ژاپنی با تمرکز ویژه بر تراشه‌های مورد استفاده در هوش مصنوعی (AI)، خودروهای خودران و سایر فناوری‌های پیشرفته، نقشی پیشرو در استانداردسازی فرآیندهای طراحی نیمه‌رسانای پیشرفته بر عهده می‌گیرند.
این همکاری در حالی انجام می شود که ژاپن به دنبال بازیابی جایگاه خود به عنوان رهبر جهانی در تولید نیمه هادی است، بازاری که در حال حاضر تحت سلطه کشورهایی مانند ایالات متحده، کره جنوبی و تایوان است. هدف Rapidus و Denso با ترکیب منابع و تخصص، نه تنها تسریع توسعه تراشه، بلکه کاهش هزینه های تولید و افزایش رقابت در سراسر بخش فناوری ژاپن است.
در دهه 1980، صنعت نیمه هادی ژاپن با شرکت هایی مانند توشیبا و NEC، پیشرو در جهان بود. ژاپن در اوج خود، نزدیک به 50 درصد از بازار نیمه هادی های جهان را تحت کنترل داشت و بر تولید تراشه های حافظه که در همه چیز از لوازم الکترونیکی مصرفی گرفته تا تجهیزات صنعتی استفاده می شد، تسلط داشت. با این حال، در دهه 1990، با افزایش رقابت تایوان، کره جنوبی، و بعداً چین، سهم بازار ژاپن شروع به کاهش کرد که ناشی از توانایی آنها در تولید ارزان تر و در مقیاس بزرگتر نیمه هادی ها بود.
در همین حال، پیشرفت در روش های طراحی و تخصص روزافزون شرکت هایی مانند اینتل، سامسونگ و TSMC (شرکت تولید نیمه هادی تایوان) در تولید تراشه، شرکت های ژاپنی را با مشکل مواجه کرده است. در نتیجه، سهم ژاپن از بازار نیمه هادی ها تا اوایل دهه 2000 به کمتر از 10 درصد کاهش یافت و نفوذ آن در این بخش به طور قابل توجهی ضعیف شد.
با این حال، با افزایش اخیر تقاضا برای تراشه های با کارایی بالا که در هوش مصنوعی، 5G و وسایل نقلیه خودران مورد استفاده قرار می گیرند، ژاپن فرصتی را می بیند تا دوباره خود را به عنوان یک بازیگر اصلی در این زمینه تثبیت کند. مشارکت راپیدوس و دنسو یکی از مهم ترین تلاش ها در راستای این هدف است.
شرکت راپیدوس، یکی از تولیدکنندگان پیشرو در ژاپن، در حال کار بر روی توسعه فناوری‌های نیمه‌رسانا برای کاربردهای با کارایی بالا، به‌ویژه آن‌هایی که شامل محاسبات هوش مصنوعی هستند، می‌پردازد. همانطور که تقاضا برای تراشه‌های مجهز به هوش مصنوعی همچنان در حال رشد است، Rapidus خود را به عنوان یک رهبر در توسعه تراشه‌های تخصصی که نیازهای پردازش داده‌های فشرده الگوریتم‌های یادگیری ماشین و شبکه‌های عصبی را مدیریت می‌کند، قرار می‌دهد.
Denso Corporation، تامین‌کننده اصلی قطعات و فناوری خودرو، در خط مقدم توسعه فناوری‌های رانندگی خودران و وسایل نقلیه الکتریکی (EVs) بوده است. با مجموعه‌ای قوی که شامل حسگرها، سیستم‌های کنترل و نرم‌افزار مبتنی بر هوش مصنوعی است، علاقه دنسو به طراحی تراشه به دلیل نیاز به سخت‌افزار تخصصی است که بتواند از نیازهای محاسباتی بالای خودروهای خودران پشتیبانی کند. این همکاری با Rapidus نشان‌دهنده گام مهمی در ایجاد هوش مصنوعی خودرو با تمرکز بر ایجاد تراشه‌های بهینه‌سازی شده برای تصمیم‌گیری در زمان واقعی، بهبود ایمنی و بهره‌وری انرژی است.
تمرکز اصلی همکاری Rapidus-Denso توسعه متدولوژی های رایج برای طراحی نیمه هادی های پیشرفته است. با استانداردسازی طراحی تراشه، این دو شرکت امیدوارند چارچوبی ایجاد کنند که سایر شرکت‌ها هم در ژاپن و هم در سراسر جهان بتوانند آن را اتخاذ کنند. انتظار می رود که این امر چرخه های توسعه را تسریع کند، هزینه ها را کاهش دهد و کارایی تولید نیمه هادی ها را افزایش دهد.
به گفته Nikkei، شرکت‌ها قصد دارند دانش و روش‌های طراحی خود را به امید توسعه یک اکوسیستم نوآوری باز با سایر شرکت‌ها به اشتراک بگذارند. این رویکرد مشترک، انحراف مشخصی از مدل‌های توسعه اختصاصی و سیلد است که معمولاً در صنعت نیمه‌رسانا یافت می‌شود، جایی که شرکت‌ها از نزدیک پیشرفت‌های تکنولوژیکی خود را نظارت می‌کنند.
- زمان سریع‌تر برای بازاریابی: با ایجاد طرح‌های استاندارد، شرکت‌ها می‌توانند تراشه‌های جدید را سریع‌تر توسعه دهند و زمان لازم برای ارائه نوآوری‌ها به بازار را کاهش دهند.
- هزینه های تولید کمتر: استانداردسازی به تولیدکنندگان اجازه می دهد تا فرآیندهای تولید را بهینه کنند و در نتیجه صرفه جویی قابل توجهی در هزینه ها داشته باشند.
- افزایش رقابت‌پذیری: شرکت‌های ژاپنی می‌توانند با توسعه سریع تراشه‌های با کارایی بالا با هزینه‌های پایین‌تر، مزیت رقابتی خود را به دست آورند و برای مشتریان در سراسر جهان جذاب‌تر شوند.
- نوآوری پیشرفته: مدل‌های طراحی باز، همکاری‌هایی را تقویت می‌کنند که می‌توانند نوآوری را هدایت کنند و منجر به توسعه فناوری‌های پیشرفته‌تر شوند.
هوش مصنوعی به سرعت به یکی از بزرگترین محرک‌های نوآوری در صنعت نیمه‌رسانا تبدیل شده است. برنامه های کاربردی هوش مصنوعی، از پردازش زبان طبیعی گرفته تا بینایی کامپیوتری و تجزیه و تحلیل پیش بینی، به قدرت محاسباتی قابل توجهی نیاز دارند. طراحی تراشه هایی که می توانند پردازش موازی، مصرف انرژی کم و سرعت داده بالا را مدیریت کنند برای توسعه بیشتر هوش مصنوعی بسیار مهم است.
به عنوان مثال، واحدهای پردازش گرافیکی (GPU) به طور سنتی برای مدیریت بارهای کاری انبوه مرتبط با آموزش مدل‌های هوش مصنوعی مورد استفاده قرار می‌گرفتند، اما تراشه‌های هوش مصنوعی خاص مانند واحدهای پردازش Tensor Google (TPU) و A100 انویدیا در هر دو نقطه مرکزی قرار گرفته‌اند. وظایف آموزشی و استنباطی مشارکت Rapidus در توسعه تراشه‌های هوش مصنوعی با هدف توسعه معماری‌های تخصصی است که نه تنها سریع‌تر، بلکه کارآمدتر انرژی هستند و یکی از بزرگترین چالش‌ها در زیرساخت‌های هوش مصنوعی امروزی را حل می‌کنند.
از طریق این همکاری با Denso، Rapidus می‌تواند از برنامه‌های هوش مصنوعی خودرو به عنوان محل آزمایش آی‌سی‌های خود استفاده کند. رانندگی خودمختار، به ویژه، به قابلیت‌های پردازش داده گسترده برای تصمیم‌گیری در زمان واقعی، از جمله تشخیص موانع، پیش‌بینی رفتار عابر پیاده، و ناوبری در محیط‌های پیچیده شهری نیاز دارد. توسعه سیلیکون سفارشی بهینه شده برای این وظایف می تواند به هر دو شرکت مزیت استراتژیک در بخش هوش مصنوعی در حال رشد بدهد.
خودروهای خودران یکی از دگرگون‌کننده‌ترین نوآوری‌ها در صنعت خودرو هستند و تراشه‌های مبتنی بر هوش مصنوعی در قلب این فناوری قرار دارند. شرکت هایی مانند تسلا، وایمو و انویدیا در حال حاضر گام های مهمی در توسعه سخت افزار مورد نیاز برای رانندگی خودکار برداشته اند. با این حال، همکاری بین Denso و Rapidus فرصتی منحصر به فرد برای توسعه تراشه ها به طور خاص برای بازار ژاپن فراهم می کند، جایی که وسایل نقلیه بدون راننده می توانند نقش مهمی در رسیدگی به جمعیت سالخورده و ارائه راه حل های تلفن همراه در مناطق روستایی داشته باشند.
یکی از بزرگترین چالش‌های پیش روی خودروهای خودمختار، اطمینان از این است که رایانه‌های سواری می‌توانند به سرعت و با اطمینان حجم عظیمی از داده‌های حسگر را پردازش کنند. خودروهای خودران بر داده‌های بسیاری از حسگرها از جمله LIDAR، رادار، دوربین‌ها و GPS تکیه می‌کنند که برای تصمیم‌گیری در چند ثانیه باید در زمان واقعی تجزیه و تحلیل شوند. همکاری بین Rapidus و Denso بر روی توسعه تراشه‌هایی متمرکز خواهد بود که می‌توانند این ورودی‌ها را با کارآمدتر پردازش کنند، در حالی که الگوریتم‌های پیشرفته یادگیری ماشین را برای بهبود توانایی خودرو در جهت‌یابی در محیط‌های پیچیده ترکیب می‌کنند.
شرکت‌ها با تمرکز بر نیمه‌هادی‌های کم‌مصرف و با کارایی بالا، تلاش می‌کنند تا تراشه‌هایی بسازند که نه تنها عملکرد بهتری داشته باشند، بلکه در مصرف انرژی نیز کارآمد هستند و به یک نیاز حیاتی در وسایل نقلیه خودمختار الکتریکی که عمر باتری آنها یک نگرانی عمده است، پاسخ می‌دهند.
دولت ژاپن فعالانه در تلاش برای جوان سازی صنعت نیمه هادی این کشور مشارکت دارد. در سال های اخیر، دولت بودجه قابل توجهی را برای حمایت از تحقیق و توسعه در بخش نیمه هادی ها با تمرکز ویژه بر تراشه های نسل بعدی برای شبکه های هوش مصنوعی و 5G اختصاص داده است. وزارت اقتصاد، تجارت و صنعت ژاپن (METI) با درک اهمیت استراتژیک این صنعت در حفظ حاکمیت فناوری ژاپن، میلیاردها ین را به تحقیقات نیمه هادی اختصاص داده است.
استراتژی جدید نیمه هادی دولت که در سال 2021 اعلام شد، اهداف بلندپروازانه ای را برای افزایش تولید تراشه داخلی، جذب سرمایه گذاری خارجی و تقویت نوآوری از طریق مشارکت بین دانشگاه، صنعت و دولت ترسیم می کند. همکاری بین Rapidus و Denso کاملاً با این اهداف ملی مطابقت دارد زیرا به دنبال ایجاد یک طراحی استاندارد است که می تواند در سراسر صنعت اتخاذ شود و رشد را تسریع کند و وابستگی به تأمین کنندگان خارجی را کاهش دهد.
صنعت نیمه هادی جهانی اخیراً به دلیل اختلالات زنجیره تامین ناشی از همه گیری COVID-19، تنش های ژئوپلیتیکی و تقاضای رو به رشد برای تراشه ها در صنایع مختلف مورد توجه قرار گرفته است. کمبود نیمه هادی همه چیز از خودروها گرفته تا لوازم الکترونیکی مصرفی را تحت تاثیر قرار داده است و آسیب پذیری وابستگی به تعداد کمی از تولیدکنندگان متمرکز در شرق آسیا را برجسته می کند.
ژاپن با توسعه قابلیت‌های تولید تراشه داخلی، به دنبال کاهش اتکای خود به تامین‌کنندگان خارجی، به‌ویژه در بخش‌های کلیدی مانند هوش مصنوعی خودرو و مخابرات است. موفقیت همکاری Rapidus-Denso می تواند به عنوان الگویی برای سایر شرکت های ژاپنی باشد و سرمایه گذاری بیشتر در صنعت نیمه هادی ها را تشویق کند و به بازگرداندن موقعیت ژاپن به عنوان یک رهبر جهانی در تولید تراشه کمک کند.
مشارکت بین Rapidus و Denso نقطه عطف مهمی در تلاش های ژاپن برای احیای صنعت نیمه هادی خود است. این شرکت‌ها امیدوارند با به اشتراک گذاشتن روش‌های طراحی و توسعه یک اکوسیستم نوآوری باز، توسعه تراشه‌های پیشرفته برای هوش مصنوعی، خودروهای خودران و سایر فناوری‌های نسل بعدی را تسریع بخشند. با حمایت دولت ژاپن و فرصتی برای شرکت های دیگر برای پیوستن به ابتکار عمل، این همکاری می تواند نشان دهنده آغاز عصر جدیدی برای صنعت نیمه هادی ژاپن باشد.