الهندسة العصبية المرمِّزّة في 2025: ريادة الموجة التالية من الأجهزة الذكية المستوحاة من الدماغ. استكشف كيف تسرع تكنولوجيا المرمِّز أنظمة الذكاء وتحول مستقبل الحوسبة.

• الملخص التنفيذي: الاتجاهات الرئيسية ومحركات السوق
• أساسيات المرمِّزات والهياكل العصبية
• حجم السوق في 2025، تقسيمه، وتوقع نمو بنسبة 35% حتى 2029
• الشركات الرائدة والمبادرات الصناعية (مثل، ibm.com، synsense.ai، imec-int.com)
• الاكتشافات في المواد وتصنيع الأجهزة
• التكامل مع الذكاء الاصطناعي الحدي، والروبوتات، وتطبيقات إنترنت الأشياء
• التحديات: التوسع، الموثوقية، والتوحيد القياسي
• البيئة التنظيمية والمعايير الصناعية (مثل، ieee.org)
• الاستثمار، الاندماج والاستحواذ، ونظام بدء التشغيل
• التوقعات المستقبلية: خارطة طريق للتسويق والأثر الاجتماعي
• المصادر والمراجع

الملخص التنفيذي: الاتجاهات الرئيسية ومحركات السوق

تظهر الهندسة العصبية المرمِّزّة بسرعة كحقل تحولي يتقاطع بين المواد المتقدمة، والذكاء الاصطناعي، والأجهزة الحاسوبية من الجيل التالي. في عام 2025، يتميز القطاع بدورات بحث إلى تسويق متسارعة، مدفوعة بالحاجة الملحة إلى حلول حوسبة مستوحاة من الدماغ تكون فعالة من حيث الطاقة وقابلة للتوسع. تستند الاتجاهات الرئيسية ومحركات السوق التي تشكل هذا المشهد إلى كل من إنجازات التكنولوجيا والاستثمارات الاستراتيجية في الصناعة.

الاتجاه الأساسي هو دمج الأجهزة المرمّزة – العناصر التي تقوم بالتبديل المقاوم والتي تحاكي اللدونة المشبكية – في منصات الأجهزة العصبية. تتيح هذه الأجهزة الحوسبة في الذاكرة، مما يقلل بشكل كبير من الاختناقات المرتبطة بالطاقة والزمن في المعمارية التقليدية المعتمدة على فون نيومان. الشركات الكبرى المصنعة للرقائق مثل سامسونج للإلكترونيات وشركة تصنيع أشباه الموصلات في تايوان (TSMC) تعمل بنشاط على تطوير مكونات الذاكرة والإشارات القائمة على المرمِّز، بهدف دعم الذكاء الاصطناعي الحدي ومعالجة البيانات في الوقت الفعلي في تطبيقات تتراوح بين المركبات الذاتية القيادة إلى المستشعرات الذكية.

محرك مهم آخر هو الطلب المتزايد على أجهزة الذكاء الاصطناعي التي يمكن أن تعمل بكفاءة في الحافة، خارج مراكز البيانات المركزية. تتمركز الرقائق العصبية المرمِّزة، بفضل استهلاكها المنخفض للطاقة وقدرات المعالجة المتوازية، كممكنات رئيسية لأجهزة إنترنت الأشياء من الجيل التالي، والروبوتات، والتقنيات القابلة للارتداء. تستثمر شركات مثل Intel Corporation وIBM في أبحاث تعنى بالعصبية المرمّزة، حيث تمهد نماذج أولية مثل لايهي من Intel وTrueNorth من IBM الطريق لاعتماد تجاري للهياكل المرمِّزة.

تسرع التعاونات بين الصناعة والأكاديميات من وتيرة الابتكار. على سبيل المثال، كانت شركة هوليت باكارد إنتربرايز في طليعة أبحاث المرمِّزات، حيث تستكشف استخدامها في أنظمة الذاكرة والحوسبة العصبية. وفي الوقت نفسه، يعمل مصنعي المواد على توسيع قدراتهم الإنتاجية للمواد الأكسيدية المتقدمة والمواد الكالكوجينية، وهي ضرورية لتصنيع أجهزة مرمِّزة موثوقة.

مع النظر إلى السنوات المقبلة، يبدو أن آفاق الهندسة العصبية المرمِّزّة مثيرة. من المتوقع أن يؤدي تلاقي الذكاء الاصطناعي، الحوسبة الحدي، وعلوم المواد الجديدة إلى تحقيق المزيد من الإنجازات، مع نشر تجريبي في الأتمتة الصناعية، وتشخيص الرعاية الصحية، وأنظمة التحكم التكيفية. مع نضوج جهود التوحيد القياسي وتحسن عائدات التصنيع، يبدو أن القطاع جاهز لنمو كبير، مع تحديد اللاعبين الرئيسيين مثل سامسونج للإلكترونيات وTSMC وIntel Corporation لتشكيل المشهد التنافسي.

أساسيات المرمِّزات والهياكل العصبية

تتقدم الهندسة العصبية المرمِّزّة بسرعة كأحد التقنيات الأساسية لأجهزة الذكاء الاصطناعي من الجيل التالي. تستفيد هذه المجال من المرمِّزات – أجهزة التبديل المقاوم التي يمكن تعديل موصلاتها والحفاظ عليها، محاكية اللدونة المشبكية الموجودة في الشبكات العصبية البيولوجية. إن الخصائص الفريدة للمرمِّزات، مثل عدم التطاير، وقابلية التعديل التناظري، واستهلاك الطاقة المنخفض، تجعلها جذابة جدًا لتطبيق هياكل عصبية تهدف إلى تقليد الكفاءة وقابلية التكيف للدماغ البشري.

في عام 2025، يتشكل المشهد من خلال الابتكارات الأكاديمية والاستثمارات الصناعية الكبيرة. الشركات المصنعة الرائدة في أشباه الموصلات، مثل سامسونج للإلكترونيات وTSMC، تستكشف بنشاط الأجهزة المرمِّزة لخطوط الحوسبة العصبية. وقد أظهرت سامسونج للإلكترونيات تكاملًا على نطاق واسع لمصفوفات المرمِّزات، مع التركيز على تطبيقاتها في الحوسبة في الذاكرة ومعجلات التعلم العميق. وفي الوقت نفسه، تتعاون TSMC مع مؤسسات البحث لتطوير عمليات التصنيع التي تتيح مصفوفات عبور موثوقة وعالية الكثافة للمرمِّزات، وهو خطوة حاسمة لنظم عصبية قابلة للتوسع.

على مستوى الأجهزة، قامت شركات مثل HP Inc. بتمهيد الطريق لتسويق تكنولوجيا المرمِّزات، مع جهود مستمرة لتحسين قدرة الجهاز، وسرعة التبديل، والتنوع. تستمر قسم الأبحاث في HP Inc. في تحسين المرمِّزات الأساسية المبنية على ثاني أكسيد التيتانيوم، مستهدفةً التطبيقات في الذاكرة المستقلة ومعالجات العصبية. بالتوازي، تستكشف Intel Corporation المعماريات الهجينة القائمة على CMOS والمرمِّزات، بهدف ردم الفجوة بين المنطق الرقمي التقليدي والحوسبة المستوحاة من الدماغ.

معمارياً، التركيز هو على مصفوفات العبور، التي تسمح بإجراء ضربات مصفوفة-متجه متوازية بشكل كبير – وهي عملية أساسية في الشبكات العصبية. تعد هذه المصفوفات، عندما تُجمع مع الحساب التناظري، بتحسينات ضخمة في كفاءة الطاقة مقارنةً بالهياكل التقليدية المعتمدة على فون نيومان. في عام 2025، تُظهر الأنظمة النموذجية قدرات التعلم والاستدلال في الوقت الحقيقي، مع تبلور تقدم من IBM وسامسونج للإلكترونيات في دمج المشابك المرمِّزة مع معالجات الشبكات العصبية المتفجرة.

عند النظر إلى المستقبل، من المتوقع أن ترى السنوات المقبلة أول نشر تجاري لرقائق العصبية المرمِّزة في أجهزة الذكاء الاصطناعي الحدي، والروبوتات، والأنظمة الذاتية. تشير خرائط الطريق لصناعة التكنولوجيا إلى أن التقدم في هندسة المواد، وتوحيد الأجهزة، والتكامل ثلاثي الأبعاد سيكون حاسمًا. مع نضوج جهود التوحيد القياسي، ومع زيادة إنتاج شركات مثل TSMC وسامسونج للإلكترونيات، تبدو الهندسة العصبية المرمِّزة جاهزة للانتقال من مختبرات البحث إلى التطبيقات الحقيقية، مما يعيد تشكيل مشهد أجهزة الذكاء الاصطناعي بشكل جذري.

حجم السوق في 2025، تقسيمه، وتوقع نمو بنسبة 35% حتى 2029

يبدو أن سوق الهندسة العصبية المرمِّزة يتجه نحو توسع كبير في عام 2025، مدفوعًا بالتقدم السريع في أجهزة الذكاء الاصطناعي والطلب المتزايد على أنظمة الحوسبة المستوحاة من الدماغ والفعالة من حيث الطاقة. تتوقع الإجماع الصناعي معدل نمو سنوي مركب (CAGR) يبلغ تقريبًا 35% من 2025 إلى 2029، مما يعكس النضوج التكنولوجي لأجهزة المرمِّز وزيادة اعتمادها في الذكاء الاصطناعي الحدي، والروبوتات، وتطبيقات مراكز البيانات.

من المتوقع أن يتم تعريف تقسيم السوق في عام 2025 حسب التطبيق، نوع الجهاز، وصناعة المستخدم النهائي. يقود قسم التطبيقات الحوسبة الحدي ومعجلات الذكاء الاصطناعي، حيث تقدم الأجهزة المرمِّزة تحسنًا كبيرًا في السرعة وكفاءة الطاقة مقارنةً بالهياكل المعتمدة على CMOS التقليدية. بشكل خاص، يتم دمج الرقائق العصبية التي تستفيد من المرمِّزات في المستشعرات الذكية، والمركبات الذاتية القيادة، وأنظمة الأتمتة الصناعية. تشمل تقسيمات نوع الجهاز ذاكرة RAM المقاومة (ReRAM)، وذاكرة التغيير الطوري (PCM)، والمرمِّزات المغناطيسية، حيث تسود ReRAM حاليًا بفضل قابليتها للتوسع وتوافقها مع عمليات أشباه الموصلات الحالية.

تشمل أبرز الشركات في مجال الهندسة العصبية المرمِّزة سامسونج للإلكترونيات، التي أظهرت تكاملًا على نطاق واسع لمصفوفات المرمِّزات للحوسبة العصبية، وشركة Intel Corporation، التي تواصل الاستثمار في أبحاثها العصبية عبر منصة لايهي ومبادرات ذات صلة. كما تعمل SK hynix وMicron Technology بنشاط على تطوير تقنيات الذاكرة غير المتطايرة من الجيل التالي مع قدرات عصبية. تدفع الشركات الناشئة مثل Knowm Inc. حدود الأجهزة التعليمية التكيفية المعتمدة على المرمِّزات، بينما يواصل التحالفات البحثية الأوروبية، والتي تشمل غالبًا شركاء مثل Infineon Technologies، دفع المشاريع التعاونية للحوسبة المستوحاة من الدماغ.

جغرافيًا، يتوقع أن تقود منطقة آسيا-المحيط الهادئ السوق في عام 2025، مدفوعةً باستثمارات قوية في تصنيع أشباه الموصلات والبنية التحتية للذكاء الاصطناعي، وخصوصًا في كوريا الجنوبية، واليابان، والصين. تظل أمريكا الشمالية مركزًا للبحث والتطوير والتسويق المبكر، مع تركيز أوروبا على الأبحاث التعاونية والأطر التنظيمية.

مع النظر إلى المستقبل، تعد الآفاق ابتداءً من 2025 قوية للهندسة العصبية المرمِّزة. إن نمو قدره 35% CAGR مدعوم بتلاقي الاتجاهات في الذكاء الاصطناعي، وإنترنت الأشياء، والحوسبة الحدي، فضلاً عن الحاجة الملحة للأجهزة القادرة على دعم الاستدلال في الوقت الحقيقي وبقوة منخفضة. مع تحسن عائدات التصنيع وتعمق شراكات النظام البيئي، من المتوقع أن تنتقل الأنظمة العصبية المرمِّزة من نشر تجريبي إلى اعتماد رئيسي عبر مجالات متعددة بحلول نهاية العقد.

الشركات الرائدة والمبادرات الصناعية (مثل، ibm.com، synsense.ai، imec-int.com)

يتقدم مجال الهندسة العصبية المرمِّزّة بسرعة، مع عدد من الشركات الرائدة والمنظمات البحثية التي تقود الابتكار في كل من الأجهزة والتكامل النظامي. اعتبارًا من 2025، يدفع تلاقي تكنولوجيا المرمِّز والحوسبة العصبية من خلال مجموعة من عمالقة التكنولوجيا الراسخين، والشركات الناشئة المتخصصة، والتحالفات البحثية التعاونية.

أحد اللاعبين الأكثر بروزًا هو IBM، التي تتمتع بتاريخ طويل في الأبحاث العصبية. لقد وضعت أعمال IBM في ذاكرة التغيير الطوري وأجهزة التبديل المقاومة الأساس لمصفوفات المرمِّز القابلة للتوسع، والتي يتم دمجها الآن في المعالجات العصبية لتطبيقات الذكاء الاصطناعي الحدي والحوسبة الإدراكية. تستمر قسم أبحاث IBM في النشر حول المعماريات الهجينة القائمة على CMOS والمرمِّز، وتستكشف الشركة بنشاط مسارات تجارية لهذه التقنيات في مراكز البيانات وأجهزة إنترنت الأشياء.

في أوروبا، تبرز imec كمركز بحثي رائد، تتعاون مع شركات تصنيع أشباه الموصلات ومتكاملات الأنظمة لتطوير أجهزة مرمِّزة من الجيل التالي. تقوم خطوط الطيران الخاصة بـ imec بإنتاج مرمِّزات متقدمة مبنية على الأكسيد، وتنسق المنظمة مشاريع متعددة الشركاء لإظهار أنظمة عصبية كبيرة النطاق لمعالجة الإشارات في الوقت الحقيقي والروبوتات. تعتبر أعمالهم حاسمة في ردم الفجوة بين النماذج الأولية المخبرية والأجهزة القابلة للتصنيع والموثوقة.

على جبهة الشركات الناشئة، تبرز SynSense (سابقًا aiCTX) لتركزها على الرقائق العصبية المرمِّزة ذات الطاقة المنخفضة للغاية. بينما تستند المنتجات الأساسية لشركة SynSense إلى الشبكات العصبية المتفجرة، تستكشف الشركة بنشاط دمج المشابك المرمِّزة لتقليل استهلاك الطاقة وزيادة قدرات التعلم على الرقاقة. يتم تجربة رقائقهم في المستشعرات الذكية ووحدات الذكاء الاصطناعي الحدي، ومن المتوقع أن تتوسع النشر التجاري في السنوات القادمة.

تشمل المساهمات الأخرى الكبيرة شركة هوليت باكارد إنتربرايز (HPE)، التي استثمرت في الذاكرة والإشارات المعتمدة على المرمِّزات للهياكل العصبية، وسامسونج للإلكترونيات، التي تطور ذاكرة RAM المقاومة (ReRAM) والتقنيات ذات الصلة لمسرعات الذكاء الاصطناعي. كلا الشركتين تستفيدان من حجم إنتاجهما لدفع الأجهزة المرمِّزة نحو الجدوى التجارية.

تكتسب المبادرات على مستوى القطاع أيضًا زخمًا. تساعد جمعية صناعة المكونات الإلكترونية (ECIA) في جهود التوحيد القياسي، بينما تعزز المشاريع التعاونية تحت برامج الأفق الأوروبية الشراكات العابرة للحدود. من المتوقع أن تسهم هذه الجهود في تسريع اعتماد النظم العصبية المرمِّزة في القطاعات السيارات، والرعاية الصحية، والأتمتة الصناعية بحلول أواخر العقد 2020.

مع النظر إلى الأمام، من المتوقع أن تشهد السنوات القليلة المقبلة أول نشر تجاري للأجهزة العصبية المرمِّزة في تطبيقات الحوسبة الحدي ودمج المستشعرات، مع استمرار البحث والتطوير متركزًا على التوسع، والموثوقية، والتكامل مع العمليات التقليدية المعتمدة على CMOS.

الاكتشافات في المواد وتصنيع الأجهزة

تمر مجال الهندسة العصبية المرمِّزة بتقدم سريع في علوم المواد وتصنيع الأجهزة، حيث يمثل عام 2025 سنة محورية لكل من التقدم الأكاديمي والصناعي. تعتبر المرمِّزات – أجهزة التبديل المقاومة التي تحاكي اللدونة المشبكية – في قلب هذه الثورة، مما يمكّن الهياكل الحوسبية المستوحاة من الدماغ والفعالة من حيث الطاقة.

يعد الاكتشاف الكبير في عام 2025 هو التكامل القابل للتوسع للمرمِّزات القائمة على الأكسيد، ولا سيما تلك التي تستخدم أكسيد الهيفنيوم (HfO₂) وأكسيد التنتالوم (TaO_x)، والتي تقدم تحملًا عاليًا وقابلية للتوافق مع العمليات الحالية المعتمدة على CMOS. لقد أظهرت Infineon Technologies AG وسامسونج للإلكترونيات كلتاهما تصنيع المصفوفات المرمِّزة على نطاق الرقاقات، حيث تم الوصول إلى كثافات الأجهزة المناسبة لمسرعات عصبية كبيرة النطاق. يتم الآن دمج هذه المصفوفات في رقائق أولية لتطبيقات الحوسبة في الذاكرة والذكاء الاصطناعي الحدي.

كما تُدفع الابتكارات في المواد من خلال استكشاف المواد ثنائية الأبعاد والمركبات العضوية. أفادت شركة تصنيع أشباه الموصلات في تايوان (TSMC) بأنها حققت تقدمًا في دمج ثنائيات معادن الانتقال ثنائية الأبعاد في الأجهزة المرمِّزة، مما قد يمكّن من تشغيل منخفض الطاقة للغاية وتقليل الحجم. في الوقت نفسه، تعمل IBM على تقدم تكنولوجيا المرمِّزات العضوية، مع التركيز على الركائز المرنة للأنظمة العصبية القابلة للارتداء.

تظل موثوقية الجهاز وتجانسه تحديات حرجة. في عام 2025، أعلنت Micron Technology وSTMicroelectronics عن تقنيات تصنيع جديدة تقلل بشكل كبير من التباين بين الأجهزة وتحسن أوقات الاحتفاظ، مما يمهد الطريق لمنتجات لذاكرة وتكنولوجيا المنطق المرمِّزة بمستوى تجاري. هذه التحسينات ضرورية لتوسيع الأجهزة العصبية المرمِّزة لتطبيقات عملية وواقعية.

عند النظر إلى المستقبل، من المتوقع أن تشهد السنوات القليلة المقبلة توافق المواد المتقدمة، والتكامل ثلاثي الأبعاد، والهياكل الجديدة للأجهزة. تشير خرائط الطريق في الصناعة من Intel Corporation وGlobalFoundries إلى استمرار الاستثمار في منصات هجينة تعتمد على CMOS والمرمِّزات، مع خطوط إنتاج تجريبية متوقعة بحلول عام 2027. الآفاق تبدو مشجعة: مع تحسن عائدات التصنيع ونضوج الابتكارات في المواد، تتهيأ الأجهزة العصبية المرمِّزة للانتقال من مختبرات البحث إلى الأجهزة التجارية، والأنظمة الذاتية، ومسرعات الذكاء الاصطناعي من الجيل التالي.

التكامل مع الذكاء الاصطناعي الحدي، والروبوتات، وتطبيقات إنترنت الأشياء

تتقدم الهندسة العصبية المرمِّزة بسرعة نحو التكامل العملي مع الذكاء الاصطناعي الحدي، والروبوتات، وتطبيقات إنترنت الأشياء، مدفوعة بالحاجة إلى الحوسبة الفعالة من حيث الطاقة، منخفضة الزمن، ومتكيّفة عند حافة الشبكة. في عام 2025، تشكل عدة تطورات رئيسية هذا المشهد، مع تسريع القادة الصناعيين والتحالفات البحثية الانتقال من النماذج الأولية المخبرية إلى الأنظمة القابلة للنشر.

يركز الاهتمام بشكل أساسي على نشر الرقائق العصبية المرمِّزة في الأجهزة الحدي، حيث تواجه المعماريات التقليدية المعتمدة على فون نيومان صعوبات فيما يتعلق بالطاقة وعرض النطاق. كانت شركات مثل هوليت باكارد إنتربرايز (HPE) في طليعة هذا الجهد، حيث تستغل خبرتها في تكنولوجيا المرمِّزات لتطوير الأجهزة التي تحاكي اللدونة المشبكية، مما يمكّن من التعلم والاستدلال على الجهاز نفسه. تستمر أبحاث المرمِّزات في HPE، التي تدعم مشروع “الآلة” الخاص بهم، في التأثير على تصميم مسرعات الذكاء الاصطناعي الحدي التي تعد بتحسينات ضخمة في الكفاءة الطاقة.

في مجال الروبوتات، يمكّن دمج المعالجات العصبية المرمِّزة من دمج الإشارات الحسية في الوقت الفعلي والتحكم التكيّفي. قامت imec، وهي مركز بحثي رائد في علم النانو، بإظهار دوائر قائمة على المرمِّزات لتجربة اللمس الحسي والتحكم في المحركات، مما يمهد الطريق لروبوتات مستقلة قادرة على التعلم من بيئتها مع اعتماد الحد الأدنى على الخدمات السحابية. تشكل هذه التقدمات أهمية خاصة للروبوتات التعاونية (Co-bots) والروبوتات المتنقلة المستقلة (AMRs) في التصنيع واللوجستيات، حيث تكون اتخاذ القرارات المنخفضة الزمن أمرًا حاسمًا.

يشهد قطاع إنترنت الأشياء أيضًا ظهور رقائق عصبية مرمِّزة لنقاط الاستشعار ذات الطاقة المنخفضة للغاية. أعلنت سامسونج للإلكترونيات عن أبحاث جارية في مصفوفات المرمِّزات للذكاء الاصطناعي الحدي، مستهدفةً تطبيقات مثل الأجهزة الذكية المنزلية، ورصد البيئات، ومراقبة الصحة القابلة للارتداء. تهدف أعمالهم إلى تمكين معالجة معلومات دائمة، مستمرة الوعي بالسياق دون الاعتماد على الاتصال السحابي.

عند النظر إلى المستقبل، من المتوقع أن تشهد السنوات القليلة المقبلة تسويق منصات الأجهزة العصبية المرمِّزة المخصصة للذكاء الاصطناعي الحدي وإنترنت الأشياء. تعزز التحالفات الصناعية، مثل جمعية SEMI، التعاون بين شركات تصنيع أشباه الموصلات، وصنّاع الأجهزة، ومطوري الذكاء الاصطناعي لتوحيد الواجهات وتسريع الاعتماد. لا تزال التحديات قائمة، بما في ذلك تباين الأجهزة، والتكامل على نطاق واسع، والتصميم المشترك للبرمجيات والأجهزة، لكن الزخم في عام 2025 يشير إلى أن الهندسة العصبية المرمِّزة ستلعب دورًا حيويًا في تطور الأنظمة الذكية والمستقلة عند حافة الشبكة.

التحديات: التوسع، الموثوقية، والتوحيد القياسي

تتقدم الهندسة العصبية المرمِّزّة، التي تستفيد من أجهزة المرمِّزات لمحاكاة وظائف المشابك والعصبية، بسرعة نحو النشر العملي. ومع ذلك، مع دخول المجال عام 2025، لا تزال هناك عدة تحديات حرجة – التوسع، الموثوقية، والتوحيد القياسي – تتصدر المشهد، وتشكّل مسار الأبحاث والتسويق.

التوسع هو القلق الرئيسي بينما تسعى الصناعة للتحول من النماذج الأولية المخبرية إلى أنظمة عصبية قابلة للتصنيع على نطاق واسع. يجب تكامل مصفوفات المرمِّزات بكثافات عالية لتتناسب أو تتجاوز الاتصال في الشبكات العصبية الحيوية. تستكشف الشركات الرائدة في تصنيع أشباه الموصلات مثل سامسونج للإلكترونيات وTSMC بنشاط تقنيات تصنيع متقدمة، بما في ذلك التكديس ثلاثي الأبعاد والمعماريات القائمة على العبور، للتعامل مع هذه المتطلبات. ومع ذلك، تظل المشاكل مثل تباين الأجهزة، والتيارات الزاحفة، وخسائر العائد في المصفوفات الكبيرة تحد من التوسع القابل للتطبيق لأجهزة المرمِّزات. من المتوقع أن تركز الصناعة على مواد جديدة وعمليات تصوير محسنة خلال السنوات المقبلة للتخفيف من هذه الاختناقات.

الموثوقية هي عقبة كبيرة أخرى. يمكن أن تعاني أجهزة المرمِّزات، ولا سيما تلك المعتمدة على المواد المعدنية الأكسيدية أو المواد المتغيرة الطورية، من قيود القدرة، وفقدان الاحتفاظ، وسلوكيات التبديل العشوائية. تستثمر شركات مثل HP Inc.، التي قادت أبحاث المرمِّزات، وInfineon Technologies AG، المعروفة بخبرتها في الذاكرة غير المتطايرة، في هندسة المواد وتوصيف الأجهزة لتحسين استقرار عملياتها. من المتوقع أن تؤدي الجهود التعاونية بين الشركات المصنعة للأجهزة ومتكاملات الأنظمة في عام 2025 وما بعده إلى تحسين مقاييس الموثوقية، لكن تحقيق التناسق المطلوب للتطبيقات الحرجة يبقى عملًا جاريًا.

التوحيد القياسي يظهر كخالق أساسي لتطوير النظام البيئي. يعيق عدم وجود نماذج موحدة للأجهزة، وبروتوكولات القياس، ومعايير الواجهات التفاعل ويبطئ الاعتماد. بدأت التحالفات الصناعية والهيئات القياسية، مثل IEEE، في معالجة هذه الفجوات من خلال تطوير إرشادات لتوصيف المرمِّزات وتكامل النظام. من المتوقع أن يتم تسريع إنشاء معايير مشتركة على مدى السنوات القليلة المقبلة، مدفوعًا بالحاجة إلى التوافق عبر المنصات والأطر البرمجية.

باختصار، بينما تستعد الهندسة العصبية المرمِّزّة لتحقيق breakthroughs كبيرة، فإن تجاوز التحديات المتداخلة المتعلقة بالتوسع، والموثوقية، والتوحيد القياسي سيكون أمرًا حاسمًا. من المحتمل أن تشهد السنوات القادمة زيادة التعاون بين شركات أشباه الموصلات الرائدة، وعلماء المواد، ومنظمات المعايير لفتح الإمكانات الكاملة للتكنولوجيا المرمِّزة في الحوسبة العصبية.

البيئة التنظيمية والمعايير الصناعية (مثل، ieee.org)

إن البيئة التنظيمية والمعايير الصناعية للهندسة العصبية المرمِّزّة تتطور بسرعة تزامنًا مع نضوج التكنولوجيا وقربها من النشر التجاري. في عام 2025، يتركز الاهتمام على إنشاء معايير التوافق والسلامة والموثوقية لتيسير ادماج الأجهزة المرمِّزة في أنظمة الحوسبة العصبية، خاصةً للذكاء الاصطناعي الحدي، والروبوتات، وشبكات المستشعرات المتقدمة.

تلعب IEEE دورًا مركزيًا في التوحيد القياسي، حيث تواصل تطوير وتحسين المعايير ذات الصلة بالأجهزة العصبية. لدى جمعية معايير IEEE مبادرات مستمرة مثل IEEE P2846 (معيار الافتراضات في النماذج المتعلقة بالسلامة لأنظمة القيادة الآلية) وIEEE P2801 (معيار للأطر الحوسبية العصبية)، والتي، رغم أنها ليست مخصصة تمامًا للمرمِّزات، تقدم إرشادات أساسية لنشر أنظمة عصبية بشكل آمن وقابل للتوافق. في عام 2025، يزداد تركيز مجموعات العمل على الخصائص الفريدة لأجهزة المرمِّزات، مثل عدم التطاير، وقابلية البرمجة التناظرية، والسلوك العشوائي، لضمان أن تعكس المعايير الواقع العملي لهذه المكونات.

على جانب الصناعة، تشارك الشركات الرائدة في تصنيع المرمِّزات ومطوري الأجهزة العصبية بنشاط في تطوير المعايير. تتعاون شركة هوليت باكارد إنتربرايز (HPE)، الرائدة في أبحاث المرمِّزات، مع هيئات المعايير لتحديد متطلبات الأجهزة والنظم الخاصة بذاكرة ومنطق المرمِّزات. تشارك أيضًا سامسونج للإلكترونيات وشركة تصنيع أشباه الموصلات في تايوان (TSMC)، مستفيدتين من خبرتهما في تصنيع أشباه الموصلات لمعالجة تباين العمليات، وتحمل، وموثوقية الأجهزة المرمِّزة.

بالتوازي، تستكشف جمعية JEDEC لتقنية أشباه الموصلات توحيد واجهات الذاكرة وبروتوكولات القياس للذاكرة غير المتطايرة الناشئة، بما في ذلك ذاكرة RAM المقاومة (ReRAM) وذاكرة التغيير الطوري (PCM)، وكلاهما مرتبط ارتباطًا وثيقًا بالتقنيات المرمِّزة. تعتبر هذه الجهود حاسمة لضمان إمكانية تكامل رقائق المرمِّزات العصبية بسلاسة في الهياكل الحاسوبية الحالية وسلاسل التوريد.

مع النظر إلى المستقبل، من المتوقع أن تصدر الهيئات التنظيمية في الولايات المتحدة والاتحاد الأوروبي وآسيا إرشادات بشأن استخدام الأنظمة العصبية المرمِّزة في التطبيقات الحرجة للسلامة، مثل المركبات ذاتية القيادة والأجهزة الطبية. من المحتمل أن تشمل هذه المتطلبات وضوحها، والقوة، وإدارة دورة الحياة. ستشهد السنوات القادمة زيادة التعاون بين الصناعة والأكاديميا والجهات التنظيمية لتوحيد المعايير وتسريع الاعتماد الآمن للهندسة العصبية المرمِّزّة عبر القطاعات.

الاستثمار، الاندماج والاستحواذ، ونظام بدء التشغيل

يتطور مشهد الاستثمار في مجال الهندسة العصبية المرمِّزّة بسرعة مع تسارع الطلب على تكنولوجيا الحوسبة المستوحاة من الدماغ والفعالة من حيث الطاقة. في عام 2025، تستهدف استثمارات رأس المال المغامر والاستثمار المؤسسي بشكل متزايد الشركات الناشئة التي تطور الأجهزة والبرمجيات المعتمدة على المرمِّزات للذكاء الاصطناعي (AI)، والحوسبة الحدي، وحلول الذاكرة من الجيل التالي. يقود هذا الازدحام الحاجة المتزايدة للمعالجة الفعلية وذات الطاقة المنخفضة في التطبيقات مثل المركبات الذاتية القيادة، والروبوتات، وأجهزة إنترنت الأشياء.

تشمل اللاعبين الرئيسيين في قطاع الهندسة العصبية المرمِّزة كل من شركات تصنيع أشباه الموصلات الراسخة ومجموعة ديناميكية من الشركات الناشئة. أعلنا عن SK hynix وسامسونج للإلكترونيات باجتهاد في البحث والتطوير وخطوط الإنتاج التجريبية لذاكرة RAM المقاومة (ReRAM) ومصفوفات المرمِّزات، مع التركيز على دمج هذه التقنيات في المسرعات العصبية. تستثمر Micron Technology أيضًا في الذاكرة من الجيل التالي، بما في ذلك الأجهزة المرمِّزة، كجزء من خريطتها التكنولوجية لأجهزة الذكاء الاصطناعي.

على جبهة الشركات الناشئة، تجذب شركات مثل Weebit Nano (إسرائيل/أستراليا) اهتمامًا ورأس المال كبيرًا لتكنولوجيا ReRAM القابلة للاستخدام بالشبكة، والتي يتم ترويجها لتطبيقات عصبية مترابطة ومستقلة. تواصل Crossbar Inc. (الولايات المتحدة) تطوير وترخيص تكنولوجيا ReRAM الخاصة بها، مع التركيز على الاستدلال الذكي والحوسبة الحدية. تشتهر startup الأوروبية Knowm Inc. بعملها في أنظمة التعلم التكيفية المعتمدة على المرمِّزات، وتهدف إلى تسويق أجهزة تحاكي اللدونة المشبكية عن كثب.

من المتوقع أن تتزايد نشاطات الاندماج والاستحواذ (M&A) نتيجةً لذلك خلال عام 2025 وما بعده، حيث تسعى شركات أشباه الموصلات والذكاء الاصطناعي الكبرى إلى الاستحواذ على الملكية الفكرية والموهبة المرتبطة بتكنولوجيا المرمِّزات. شهد القطاع بالفعل استثمارات استراتيجية وشراكات، مثل تعاون Infineon Technologies مع معاهد البحث لتسريع تطوير الأجهزة العصبية. بالإضافة إلى ذلك، تستكشف STMicroelectronics بشكل نشط التقنيات المرمِّزة للذكاء الاصطناعي المدمج وأشارت إلى استعدادها للشراكة أو الاستحواذ لتعزيز محفظتها.

مع النظر إلى الأمام، من المحتمل أن نشهد جولات تمويل متزايدة للشركات الناشئة ذات النماذج الأولية المثبتة، بالإضافة إلى المزيد من المشاريع المشتركة بين الشركات المصنعة للذاكرة وشركات الأجهزة الذكية. يستفيد النظام البيئي أيضًا من المبادرات المدعومة حكوميًا في الولايات المتحدة، والاتحاد الأوروبي، وآسيا، والتي تدعم الأبحاث العصبية والتجارية. مع انتقال أجهزة المرمِّزات من المختبرات إلى المصانع، من المتوقع أن تبقى مشهد الاستثمار وM&A ديناميكيًا للغاية، مع فرص كبيرة لكل من المبتكرين في المرحلة المبكرة والجهات الفاعلة القائمة في الصناعة.

التوقعات المستقبلية: خارطة طريق للتسويق والأثر الاجتماعي

تشير التوقعات المستقبلية للهندسة العصبية المرمِّزّة في 2025 والسنوات القادمة إلى انتقال من العروض على مقياس المختبر إلى التسويق المبدئي، مما يترك تأثيرات كبيرة على الصناعة والمجتمع. مع تسارع الطلب على تكنولوجيا الحوسبة المستوحاة من الدماغ والفعالة من حيث الطاقة، تُعتبر الأجهزة المعتمدة على المرمِّزات من الممكنات الرئيسية لتطبيقات الذكاء الاصطناعي من الجيل التالي والحوسبة الحدي.

تعمل العديد من الشركات الرائدة في قطاع أشباه الموصلات والإلكترونيات بنشاط على تطوير أجهزة مرمِّزة ومنصات عصبية. أعلنت شركة سامسونج للإلكترونيات عن تقدم في مصفوفات المرمِّزات لرقائق العصبية، مع استهداف التطبيقات في التعرف على الأنماط ومعجلات الذكاء الاصطناعي منخفضة الطاقة. تواصل شركة Intel Corporation تعزيز أبحاثها العصبية، مع استكشاف منصة لايهي لتكامل العناصر المرمِّزة لتحسين كثافة التشابك وكفاءة التعلم. تستثمر IBM أيضًا في الذاكرة المقاومة والمعماريات العصبية، حيث تهدف إلى ردم الفجوة بين الأنظمة التقليدية المعتمدة على فون نيومان والحوسبة المشابهة للدماغ.

على جبهة المواد والأجهزة، تتعاون شركات مثل شركة تصنيع أشباه الموصلات في تايوان (TSMC) وGlobalFoundries مع المؤسسات البحثية لتطوير عمليات تصنيع قابلة للتوسع للأجهزة المرمِّزة، مع التركيز على التوافق مع عمليات CMOS وتحسين العائد. تعتبر هذه الجهود ضرورية للانتقال من المصفوفات الأولية إلى رقاقات عصبية يمكن تصنيعها بشكل واسع.

في عام 2025، من المتوقع إجراء مشاريع تجريبية ونشر مبكر في قطاعات مثل المركبات الذاتية القيادة، والروبوتات، والمستشعرات الذكية، حيث تقدم الكفاءة العالية للزمن والطاقة لأجهزة المرمِّزات العصبية مزايا واضحة. على سبيل المثال، يمكن لوحدات الذكاء الاصطناعي الحدي التي تعتمد على مصفوفات المرمِّزات تمكين معالجة البيانات في الوقت الحقيقي في بيئات تعاني من قيود على الموارد، مما يقلل من الاعتماد على البنية التحتية السحابية ويعزز الخصوصية.

من المتوقع أن يكون للأثر الاجتماعي تأثيرات كبيرة مع نضوج هذه التقنيات. فإمكانية تنفيذ مهام معرفية معقدة باستهلاك طاقة أقل قد تساهم في ديمقراطية الذكاء الاصطناعي، مما يجعل تحليلات متقدمة متاحة في المناطق النائية أو التي تعاني من نقص الخدمات. بالإضافة إلى ذلك، تتماشى القابلية الفطرية لأنظمة المرمِّز العصبية مع الحاجة المتزايدة للذكاء الاصطناعي المرن والقوي في التطبيقات الحرجة مثل تشخيص الرعاية الصحية ورصد البيئة.

مع النظر إلى الأمام، ستعتمد خارطة الطريق للتسويق الكامل على تجاوز التحديات المتعلقة بالتباين في الأجهزة، والتكامل على نطاق واسع، والتوحيد القياسي. من المتوقع أن تلعب التحالفات الصناعية والهيئات القياسية دورًا حاسمًا في إنشاء معايير مشتركة وموثوقة. عند معالجة هذه العقبات، يبدو أن الهندسة العصبية المرمِّزّة مؤهلة لتصبح تقنية أساسية في المجتمع المعتمد على الذكاء الاصطناعي في أواخر العقد 2020 وما بعده.

المصادر والمراجع

• IBM
• Micron Technology
• Infineon Technologies
• imec
• SynSense
• STMicroelectronics
• IEEE
• IEEE
• JEDEC Solid State Technology Association
• Weebit Nano
• Crossbar Inc.