IBM תשקיע 3 מיליארד דולר בפיתוח שבבים עבור מחשוב קוונטי וקוגניטיבי

IBM תשקיע 3 מיליארד דולר בחמש השנים הבאות, בשתי תוכניות מחקר נרחבות ובשלבים המוקדמים של מיזמי פיתוח, המיועדים לפרוץ מחסומים בתחום טכנולוגיית השבבים. כך על פי הודעת החברה מהיום (ה'). אולם ההודעה על ההשקעה מגיעה בתזמון מעניין, על פי פרסומים בסוכנות בלומברג IBM מעוניינת למכור את חטיבת ייצור השבבים שלה.

שוק השבבים העולמי עבר מהפך בשנים האחרונות וב-IBM לא השכילו להצטרף אליו. למעשה גם באינטל כמעט ופיספסו את המעבר משוק מבוסס מחשוב אישי לשוק מבוסס מכשירי מובייל. מאז שאפל ויצרניות קונסולות המשחקים זנחו את טכנולוגיית ה-Power PC של IBM ועברו לארכיטקטורה מבוססת שבבי אינטל או אחרים, לא הצליחה החברה להחזיר את חטיבת השבבים לרווחיות. היקף פעילות החטיבה מהווה כיום פחות מ-2% מהמחזור השנתי שלה. 

למעשה על פי דיווחים שונים IBM מחפשת למכור את החטיבה כבר יותר משנה. מקור אף ציין לבלומברג כי ההפסד המצטבר של פעילות הייצור מגיע לכ-1.5 מיליארד דולר. כיום, רוב הייצור מתמקד בשבבים פשוטים המיועדים בין השאר לתעשיית הרכב, מערכות משובצות מחשב (Embedded) ובשבבים עבור הקונסולות של נינטנדו. אחת המתעניינות העיקריות בחטיבה היא Globalfoundries אשר מעוניינת בה בעיקר בגלל הפטנטים והקניין הרוחני. אולם ב-IBM לא מעוניינים למכור את החלק הזה של פעילות השבבים. 

מחשב העל ווטסון הוא צרכן גדול של עוצמת עיבוד

תוכנית המחקר הראשונה בה משקיעה IBM, מכונה "שבעה ננומטר והלאה". ומטרתה התקדמות של תהליכי המזעור הקיימים. התוכנית השנייה, מתמקדת בפיתוח טכנולוגיות חלופיות לעידן שלאחר הסיליקון שמהווה כיום את חומר הגלם הבסיסי עבור שבבים. בחברה רוצים ליצור שינוי בגישות ייצור ובחומרים שונים לחלוטין על מנת לעקוף את המחסומים של הליכי המזעור של שבבים מבוססי סיליקון. 

העתיד: מחשוב קוונטי וקוגניטיבי

בין הטכנולוגיות אותן מפתחים ב-IBM ניתן למנות את השימוש בננו-שפורפרות (nanotubes) פחמן, שילוב סיליקון ופוטוניקה (הולכת אור), טכנולוגיות זיכרון חדשות, וארכיטקטורות התומכות במחשוב קוונטי ובמחשוב קוגניטיבי. החברה מחזיקה בלמעלה מ-500 פטנטים על טכנולוגיות שתאפשרנה התקדמות לייצור בשבעה ננומטר ומעבר לו - יותר מכפליים מהמתחרה הקרובה ביותר, כך לפי טענת החברה.

כחלק מתוכנית הארגון מחדש שלה, ג'יני רומטי, מנכ"לית IBM נחושה להיפטר מפעילויות שאינן רווחיות עבור החברה צילום: בלומברג

אחד מהאתגרים המעניינים ביותר העומדים בפני המהנדסים והחוקרים הוא פיתוח תחום המחשוב הקוונטי. מדובר בסוג של מחשב המבצע את החישובים במקביל במקום אחד אחרי השני כמו במחשב רגיל. מחשבים קוונטיים, המבוססים על שינוי המסלול של חלקיקים קוונטיים, (סופרפוזיציה), מסוגלים לטפל ולבחון בו-זמנית מיליוני פתרונות בבת פעם אחת, בעוד מחשבים מסורתיים נאלצים לטפל בהם אחד אחד. 

אולם בשביל לייצר מחשבים קוונטים, צריך לפתח  שבבים ייחודיים וארכיטקטורות המזכירות את שיטות החישוב של המוח האנושי. למעשה חלק מהחוקרים בתחום פיתוח השבבים הם חוקרי מדעי המוח. הסיבה לכך היא ניסיון לפתח מערכות מחשוב המחקות את מוח האדם, המטרה ארוכת הטווח של IBM היא לבנות מערכת נוירו-סינאפטית, עם עשרה מיליארד נוירונים ומאה טריליון סינפסות,שיצרכו רק קילוואט חשמל ויידחסו אל נפח של פחות משני ליטרים.

טרנזיסטורים בגודל מולקולה

שתי טכנולוגיות נוספות שפותחו ב-IBM הן ננו-צינוריות פחמן וגראפן (Graphen). הננו-צינוריות ייאפשרו בעתיד ליצור טרנזיסטורים ברמה מולקולרית. כמו כן השימוש בננו-צינוריות (nanotube) הבנויות כמולקולה בודדת מסדרת טבעות של פחמן, ביישומים בתחום האופטו-אלקטרוניקה מהווה בסיס לתעשיית התקשורת המהירה. הגראפן לעומת זאת הוא פחמן טהור אשר יכול לסייע בייצור של מעגליים בעובי של אטום בודד. מעגלים מבוססי גראפן מציגים חוזק וגמישות גבוהים בהרבה ובנוסף מציגים יכולות הולכת חום וחשמל מעולים. אלקטרונים יכולים לנוע בגרפן במהירות של פי עשרה לעומת מוליכים למחצה = כגון סיליקון וגרמניום סיליקון.

טכנולוגיות כגון ננו צינוריות וגראפן יאפשרו לייצר מעגלים ברמה מולקולרית צילום: shutterstock

בנוסף, הדור הבא של טרנזיסטורים, אותו מפתחים בIBM, ימנע "דליפה" של חשמל, האופיינית לשבבים בני ימינו. מדענים חוקרים טרנזיסטורים באפקט שדה מנהרה (TFETs), שבו משתמשים באפקט הקוונטים על מנת לייצג מצבים שונים של הרכיב. שילוב TFETs עם טכנולוגיית CMOS עשוי לשפר משמעותית את המעגלים המשולבים שיציגו גם צריכת חשמל נמוכה.

הפיתוחים הללו מציגים יכולות שיהפכו להכרחיות עם התפתחות טכנולוגיות מחשוב ענן וביג דאטה. טכנולוגיות אלה הינן צרכניות גדולות של עוצמת מחשוב ודורשות משאבים הולכים וגדלים. ב-IBM לא התייחסו בינתיים לשאלה האם החברה תתמקד רק בפיתוח של ארכיטקטורות שבבים או שהיא מתכוננת גם לייצר אותן. אך אם נתייחס לדוגמה של ARM שפיתחה את ארכיטקטורת השבבים שמפעילים כיום את רוב הסמארטפונים והטאבלטים בעולם. סביר מאוד להניח שלא נראה יותר בשנים הקרובות שבבים מתוצרת IBM אלא רק שבבים המבוססים על טכנולוגיות של החברה.