نقص شرائح التخزين "حبكة جديدة": الذكاء الاصطناعي يستهلك بشكل مفرط، والإلكترونيات الاستهلاكية "جائعة جدًا"

أفادت منصة ذك توت فاينانس أن الطلب على الذكاء الاصطناعي (AI) يثير أزمة تاريخية في نقص شرائح التخزين. إن تلبية النمو الأسي في الطلب على الشرائح سيكون مكلفًا للغاية، وربما غير ممكن على الإطلاق.

لطالما كان على مصنعي شرائح التخزين التعامل مع دورات من الفائض والندرة في الإمدادات. عادةً ما يخطط هؤلاء المصنعون قبل سنوات بناءً على الطلب المتوقع، وغالبًا ما يخطئون في التقدير بشكل لا مفر منه. لكن الحالة التي يشهدها القطاع اليوم تتجاوز بكثير هذا النوع من التقلبات الحادة المعتادة.

قالت شركة أبحاث السوق IDC إن ضغط الطلب الناتج عن موجة الذكاء الاصطناعي يجعل نقص شرائح التخزين “أزمة غير مسبوقة”. وما زال بناء البنية التحتية للذكاء الاصطناعي يتسارع، حيث تتوقع الشركات الكبرى إنفاقًا يصل إلى 650 مليار دولار في عام 2026، بزيادة تقارب 80% عن المستويات القياسية المسجلة العام الماضي. لذلك، حتى لو زاد المصنعون من إنتاج الشرائح، فإن الوقت المتوقع لتخفيف النقص سيكون بعد عام أو أكثر.

لقد ناقش مسؤولون تنفيذيون من شركات مثل أبل (AAPL.US)، جوجل (GOOGL.US)، وتسلا (TSLA.US) تأثير نقص شرائح التخزين على الأرباح وحتى على جدول تقدم الذكاء الاصطناعي. ووصف ديميس هاسابيس، رئيس شركة DeepMind التابعة لجوجل، الأمر بأنه “عنق زجاجة” في القطاع. وفي مؤتمر أرباح تسلا في أواخر يناير، اقترح الرئيس التنفيذي إيلون ماسك فكرة إنتاج شرائح التخزين بنفسه.

لماذا تعتبر شرائح التخزين مهمة جدًا؟

تعد شرائح التخزين مكونًا أساسيًا في الحوسبة الحديثة. فهي لا تقوم بالحسابات بنفسها، لكنها مسؤولة عن تخزين البيانات وتوفيرها لوحدة المعالجة المركزية (CPU) — “دماغ” الجهاز. تُدمج هذه الشرائح في الهواتف الذكية، وأجهزة الألعاب، والسيارات، والأجهزة المنزلية، وتستخدم بشكل متزايد في مراكز بيانات الذكاء الاصطناعي. بدونها، ستتوقف الأنظمة الرقمية. ستتأخر التطبيقات وبرامج الكمبيوتر، وسيظل الفيديو يتوقف عن التحميل، ولن يحصل المستخدمون على ردود صوتية سلسة مثل Siri أو Alexa.

على مدى عقود، اعتمدت الحواسيب بشكل رئيسي على نوعين من الذاكرة. الأول هو NAND، وهو نوع من الذاكرة الفلاشية التي تحفظ البيانات حتى عند انقطاع التيار، وتستخدم في الأقراص الصلبة ذات الحالة الصلبة (SSD) وأقراص USB للتخزين طويل الأمد.

الثاني هو DRAM (الذاكرة الديناميكية ذات الوصول العشوائي)، وهي أكثر أنواع الذاكرة المستخدمة في الحواسيب كذاكرة عمل. تُستخدم لتخزين البيانات التي يستخدمها المعالج في الوقت الفعلي. عادةً ما تكون في وحدات قابلة للفصل على اللوحة الأم في الحواسيب الشخصية.

مع بروز الذكاء الاصطناعي، ظهرت طريقة جديدة لتعبئة DRAM تُعرف باسم الذاكرة ذات النطاق الترددي العالي (HBM). تعتمد هذه التقنية على تكديس عدة جزيئات تخزين عموديًا، ووضعها بالقرب من المعالج، مما يضاعف بشكل كبير سرعة نقل البيانات مقارنة بالذاكرة التقليدية.

وفقًا للمعلومات، فإن نقل 1 تيرابايت من البيانات باستخدام شرائح DDR5 (وهي نوع من DRAM يُستخدم على نطاق واسع حاليًا) قد يستغرق أكثر من 10 ثوانٍ، بينما باستخدام HBM3 واحد، يكون أسرع بحوالي 10 أضعاف. هذه السرعة ضرورية جدًا لنظم الذكاء الاصطناعي، حيث يجب أن يعالج AI كميات هائلة من البيانات دون عنق زجاجة. من خلال تقليل زمن النقل، تساعد شرائح HBM النماذج على تحميل ومعالجة البيانات بشكل أسرع، مما يجعلها واحدة من أكثر المكونات طلبًا في سلسلة إمداد الذكاء الاصطناعي.

كيف نشأ نقص شرائح التخزين؟

مع تزايد حجم وتعقيد نماذج الذكاء الاصطناعي، أصبح تصميم الخوادم يتطلب المزيد من شرائح HBM مقارنة بالماضي. بالإضافة إلى ذلك، تحتاج هذه الخوادم إلى المزيد من DRAM وNAND لمعالجة بيانات التدريب ودعم أحمال العمل السحابية.

منذ عام 2023، أعلنت شركات التكنولوجيا مثل أمازون (AMZN.US)، جوجل، مايكروسوفت (MSFT.US)، وفيسبوك (Meta Platforms، META.US) عن استثمار مئات المليارات من الدولارات في توسيع مراكز البيانات والقدرات الحاسوبية، مما زاد من المنافسة على بناء بنية تحتية أكبر للذكاء الاصطناعي.

الطلب القوي من الذكاء الاصطناعي

وفقًا لأبحاث القطاع، فإن الطلب على DRAM في مراكز البيانات يمثل حوالي 50% من الاستهلاك العالمي بحلول عام 2025، مقارنةً بنسبة 32% قبل خمس سنوات. ومن المتوقع أن يستمر هذا الاتجاه في الارتفاع. بحلول عام 2030، من المتوقع أن تمثل خوادم الذكاء الاصطناعي أكثر من 60% من الطلب العالمي على التخزين. ويُعزى جزء من هذا النمو إلى ما يُعرف بـ “وكلاء الذكاء الاصطناعي” (AI agents)، وهي برامج مصممة للعمل المستمر، وتؤدي مهامها تحت إشراف بشري محدود.

تستعد الشركات التي تبني أنظمة الذكاء الاصطناعي لدفع أسعار أعلى وتوقيع اتفاقيات إمداد طويلة الأمد لضمان توفر الشرائح. وردًا على ذلك، توجه مصنعو شرائح التخزين رؤوس أموالهم وزيادة قدراتهم الإنتاجية نحو شرائح HBM ذات الهوامش الأعلى، مع تقليل إنتاج DRAM التقليدي الموجه للأجهزة الرئيسية.

وهذا يعني أن مصنعي الهواتف الذكية، وأجهزة الكمبيوتر الشخصية، وأجهزة الألعاب، وغيرها من الأجهزة، يواجهون الآن منافسة على إمدادات التخزين، حتى لتلبية الطلبات اليومية. في الواقع، يُفضل عملاء الذكاء الاصطناعي على غيرهم، مما أدى إلى ارتفاع كبير في تكاليف تصنيع الإلكترونيات الاستهلاكية.

قالت شركة HP (HPQ.US)، أحد أكبر ثلاث شركات تصنيع الحواسيب الشخصية في العالم، إن شرائح التخزين الآن تمثل حوالي 35% من تكلفة مواد اللابتوب، بعد أن كانت قبل ثلاثة أشهر فقط تتراوح بين 15% و18%. لذلك، بدأت الشركة برفع أسعار أجهزتها لمواجهة ارتفاع التكاليف، كما أنها تعدل بعض تكوينات المنتجات، مثل تقديم نماذج ذات سعة ذاكرة أقل، مما قد يؤثر على أداء الجهاز وعمره الافتراضي. أما شركة Dell Technologies (DELL.US)، فقد بدأت في ديسمبر من العام الماضي برفع أسعار الخوادم، وفي يناير زادت أسعار الحواسيب الشخصية.

الضغوط لا تقتصر على سوق الحواسيب فقط. قدرت شركة Counterpoint Research أن ارتفاع أسعار التخزين في الأشهر القادمة قد يزيد من تكلفة مواد الهواتف الذكية بنسبة 15% أو أكثر.

لمواجهة ضغوط التكاليف، تقوم شركات تصنيع الهواتف بتقليل سعة الذاكرة في بعض الطرازات، وإعادة تقييم هوامش الربح في الأجهزة ذات السعر المنخفض. وتتوقع IDC أن ينكمش سوق الهواتف الذكية العالمي بنسبة 12.9% في 2026، وهو أكبر تراجع مسجل في تاريخ القطاع. ووفقًا لشركة كوالكوم (QCOM.US)، أكبر مزود لمعالجات الهواتف الذكية، فإن هذا التأثير قد يكون واضحًا بشكل خاص في الصين، حيث المنافسة على الهواتف منخفضة السعر شرسة جدًا.

كما يواجه مصنعو أجهزة الألعاب قيودًا مماثلة. حذر كل من Sony وNintendo من أن ضيق إمدادات المكونات وارتفاع التكاليف قد يؤثر على تسعير المنتجات، وربما يؤدي إلى تأجيل إطلاق منتجات مستقبلية.

هل لا يمكن توسيع المصانع لإنتاج المزيد من الشرائح؟

يسيطر على سوق شرائح التخزين العالمية ثلاث شركات: سامسونج الكورية، وSK Hynix، وميموريك الأمريكية (Micron، MU.US). ويعكس هذا التركيز العالي تقلبات الأرباح على مدى العقود الماضية، وارتفاع تكاليف بناء وتحديث مصانع الرقائق.

على الرغم من أن هذه الشركات توسع قدراتها عبر بناء مرافق تصنيع جديدة أو ترقية الموجودة، إلا أن مثل هذه المشاريع غالبًا ما تتطلب سنوات واستثمارات بمليارات الدولارات لتحقيق إنتاجية ملحوظة.

كما أن شرائح HBM تفرض تحديات إضافية، فهي من أصعب أنواع الشرائح في التصنيع على نطاق واسع. فهي تتطلب تكديس عدة جزيئات تخزين (كل منها أرق من شعرة الإنسان بملايين المرات) بدقة ميكرونية. وأي عيب في التكديس قد يدمر الهيكل بأكمله، مما يقلل من سرعة الإنتاج ويخفض نسبة الجودة مقارنةً بـ DRAM التقليدي. بعض إصدارات HBM تتضمن أيضًا شرائح منطقية صغيرة لإدارة وتوجيه البيانات، مما يزيد من تعقيد التصنيع ويستهلك قدرًا كبيرًا من الطاقة الإنتاجية.

ماذا يتوقع أن يحدث بعد ذلك؟

لطالما كان من الصعب على صناعة شرائح التخزين تلبية الطلب المتغير من خلال زيادة الإنتاج بسرعة كافية. حتى مع توسعة المصانع، يظل القطاع حذرًا من تكرار دورات الازدهار والانهيار التي أودت سابقًا بأرباح الشركات الصغيرة وأدت إلى إفلاسها.

في عام 2023، خسرت شركتا Micron وSK Hynix مليارات الدولارات بسبب تقدير غير دقيق لمدى استمرار الطلب خلال جائحة كورونا، حيث كان السوق يعاني من فائض طويل الأمد. ورغم رغبتهم في الاستفادة من الطلب الناتج عن الذكاء الاصطناعي، إلا أنهم يتجنبون تكرار خسائر الفائض السابق. لذلك، من المرجح أن تظل التوسعات في القدرات بحذر، وربما أكثر حذرًا مما يتوقعه العديد من العملاء.

صناعة شرائح التخزين تعتمد بشكل كبير على دورات تقلبات شديدة، حيث تؤدي تقلبات الإيرادات إلى تقلبات مماثلة في الإنفاق الرأسمالي.

ما زال من غير الواضح ما إذا كانت الصناعة ستدخل مرة أخرى في دورة هبوطية معتادة، أم أن الذكاء الاصطناعي يمثل تحولًا هيكليًا يضمن استمرار الطلب على التخزين عند مستويات عالية لسنوات قادمة، مما يجبر المصنعين على التوسع المستمر.

حتى الآن، تواصل الشركات المرتبطة ببناء مراكز البيانات ضمان حصولها على الشرائح اللازمة لمواصلة التوسع. وتزداد إيراداتها وأرباحها مع الشركات المصنعة لشرائح التخزين التي تستفيد من الطلب المتزايد. ومع ذلك، فإن نقص الإمدادات قد يعني ارتفاع أسعار المنتجات، وانخفاض هوامش الربح، وتباطؤ وتيرة التحديثات في الإلكترونيات الاستهلاكية.