הבום של מרכזי הנתונים של בינה מלאכותית מדלדל את אספקת השבבים לטכנולוגיה לצרכנים

בניית מרכזי נתונים בקצב חסר תקדים מובילה למחסור בשבבים מתקדמים, בעיקר מעבדים וזיכרונות. יצרני מכשירים לצרכנים מתקשים להשיג מספיק שבבים, למרות שהשבבים המשמשים מרכזי נתונים אינם זהים לאלו המשמשים טלפונים חכמים ומחשבים אישיים. ההבדל העיקרי טמון בדרישות השונות: מכשירים ניידים ומחשבי קצה זקוקים למעבדים בעלי צריכת חשמל נמוכה, יעילות תרמית ואינטגרציה הדוקה, בעוד שמרכזי נתונים הפועלים עם מערכות בינה מלאכותית, כגון מודלים שפתיים גדולים (LLMs), דורשים עוצמת מחשוב מקסימלית, רוחב פס זיכרון גבוה ומהירות אחסון גבוהה.

יצרני מכשירים לצרכנים נוטים להשתמש במערכות-על-שבב (SoC) המשלבות עיבוד ואחסון עם זיכרון DRAM ו-NAND, סוג זיכרון בלתי נדיף. מנגד, שרתי בינה מלאכותית מסתמכים על מעבדי גרפיקה (GPUs) או מעבדי האצה אחרים בשילוב עם זיכרונות בעלי רוחב פס גבוה.

כחוקר שרשראות אספקה גלובליות ומנגנוני התמודדות של עסקים עם מגבלות שוק, אני מזהה כי המחסור הנוכחי בשבבים לצרכנים נובע ממבנה השוק: ריכוזיות גבוהה, עלויות ייצור גבוהות ותגובתיות למחזורי שוק של עודף והיעדר אספקה. הבינה המלאכותית אינה מחליפה את הטכנולוגיה לצרכנים, אלא מארגנת מחדש את השוק סביב דרישות חדשות ליכולות שבבים ספציפיות.

מדוע מרכזי הנתונים גוזלים את אספקת השבבים?

מרכזי הנתונים מושכים אליהם הון ויכולת זיכרון נדירה לייצור מעבדי האצה וזיכרונות בעלי רוחב פס גבוה, כמו גם לציוד התומך בהם. תעשיית השבבים מתאפיינת במבנה של אוליגופול שכבתי, בו גודל החברה קובע את יכולתה להשקיע במחקר, לשפר את תפוקת הייצור, להבטיח ציוד מתקדם ולעמיק את הקשרים עם לקוחות.

בתחום מעבדי הגרפיקה, למשל, NVIDIA מחזיקה ב-85% מנתח השוק, תוך הסתמכות על מפעלי ייצור מתקדמים כגון TSMC (70% מנתח השוק) המשתמשים בטכנולוגיית לייזר אולטרה סגול קיצוני מתוצרת ASML, מונופול בתחומו. בתחום זיכרונות המחשב, שלוש חברות בלבד – סמסונג, מיקרון ו-SK Hynix – שולטות ברוב השוק. עלויות הפיתוח הגבוהות, הצורך בטכנולוגיה מובילה ומערכי ייצור יקרים מחזקים את הריכוזיות לאורך זמן.

מגמות בשוק השבבים

יצרניות מכשירים לצרכנים, כגון אפל, כמו גם חברות טכנולוגיה גדולות כגון אמזון, גוגל, מיקרוסופט ו-שיאומי, מעצבות כיום שבבים עצמאיים כדי לשלוט בחוויית המשתמש, בביצועי הבינה המלאכותית, ביעילות האנרגטית ובהבדלה ברמת המערכת. מנגד, ייצור זיכרונות מחשב הוא תהליך בעל עלויות הון עצומות, הדורש דיוק גבוה, יעילות מרבית ושימוש מלא בקווי ייצור – ודומיננטי בידי מספר מצומצם של יצרנים מובילים.

מאז שנת 2000, תעשיית זיכרונות המחשב עברה מחזורי עודף והיעדר אספקה חוזרים ונשנים: התרסקות הדוט-קום שלאחריה, עודף היצע ב-2007-2009, התייעלות בשנות ה-2010 לאחר התמזגויות, הידוק משמעותי ב-2022-2023 וצמצום נוסף ב-2024-2025 המונע על ידי הבינה המלאכותית. מגמות אלו הובילו לריכוזיות גבוהה בתעשייה ולהססנות של יצרני השבבים להרחיב את קיבולת הייצור. לרוב, מפעלי הייצור פועלים בקיבולת מלאה או קרובה למלאה בשל העלויות הגבוהות הכרוכות בהפעלתם.