Aħbarijiet dwar l-Industrija: Il-GPU tmexxi d-domanda għal wejfers tas-silikon

Is-silikon huwa t-tieni l-iktar materjal komuni fid-Dinja, wara l-ossiġnu, u s-seba ’materjal l-iktar komuni fl-univers. Is-silikon huwa semikonduttur, li jfisser li għandu proprjetajiet elettriċi bejn kondutturi (bħal ram) u iżolaturi (bħal ħġieġ). Ammont żgħir ta 'atomi barranin fl-istruttura tas-silikon jista' fundamentalment ibiddel l-imġieba tiegħu, u għalhekk il-purità tas-silikon ta 'grad semikondutturi għandha tkun għolja. Il-purità minima aċċettabbli għas-silikon ta 'grad elettroniku hija 99.999999%.

Dan ifisser li atomu wieħed mhux tas-silikon huwa permess għal kull għaxar biljun atomi. Ilma tax-xorb tajjeb jippermetti 40 miljun molekuli mhux tal-ilma, li huwa 50 miljun darba inqas pur minn silikon ta 'grad semikonduttur.

Il-manifatturi vojta tal-wejfer tas-silikon għandhom jikkonvertu silikon ta 'purità għolja fi strutturi ta' kristall wieħed perfett. Dan isir billi tiġi introdotta omm waħda Crystal fis-silikon imdewweb fit-temperatura xierqa. Hekk kif il-kristalli tat-tifla l-ġdida jibdew jikbru madwar il-kristall omm, l-ingot tas-silikon jifforma bil-mod mis-silikon imdewweb. Il-proċess huwa bil-mod u jista 'jieħu ġimgħa. L-ingot tas-silikon lest jiżen madwar 100 kilogramma u jista 'jagħmel aktar minn 3,000 wejfers.

Il-wejfers jinqatgħu fi flieli rqaq bl-użu ta 'wajer tad-djamanti fin ħafna. Il-preċiżjoni tal-għodod tal-qtugħ tas-silikon hija għolja ħafna, u l-operaturi għandhom jiġu mmonitorjati kontinwament, jew jibdew jużaw l-għodda biex jagħmlu affarijiet iblah ma 'xagħarhom. L-introduzzjoni qasira għall-produzzjoni ta 'wejfers tas-silikon hija ssimplifikata wisq u ma tikkreditax kompletament il-kontribuzzjonijiet tal-ġenji; Iżda huwa ttamat li jipprovdi sfond għal fehim aktar profond tan-negozju tal-wejfer tas-silikon.

Ir-relazzjoni tal-provvista u d-domanda tal-wejfers tas-silikon

Is-Suq tal-Wafer tas-Silikon huwa ddominat minn erba 'kumpaniji. Għal żmien twil, is-suq ilu f'bilanċ delikat bejn il-provvista u d-domanda.
It-tnaqqis fil-bejgħ tas-semikondutturi fl-2023 wassal lis-suq ikun fi stat ta 'provvista żejda, u kkawża li l-inventarji interni u esterni tal-manifatturi taċ-ċippa jkunu għoljin. Madankollu, din hija biss sitwazzjoni temporanja. Hekk kif is-suq jirkupra, l-industrija dalwaqt terġa 'lura fit-tarf tal-kapaċità u trid tissodisfa d-domanda addizzjonali li ġabet ir-rivoluzzjoni tal-AI. It-tranżizzjoni mill-arkitettura tradizzjonali bbażata fuq is-CPU għal kompjuters aċċellerata se jkollha impatt fuq l-industrija kollha, għax madankollu, dan jista 'jkollu impatt fuq is-segmenti ta' valur baxx tal-industrija tas-semikondutturi.

L-arkitetturi tal-Unità tal-Ipproċessar tal-Grafika (GPU) jeħtieġu aktar żona tas-silikon

Hekk kif id-domanda għall-prestazzjoni tiżdied, il-manifatturi tal-GPU għandhom jegħlbu xi limitazzjonijiet tad-disinn biex jinkisbu prestazzjoni ogħla mill-GPUs. Ovvjament, li tagħmel iċ-ċippa akbar hija mod wieħed biex tinkiseb prestazzjoni ogħla, peress li l-elettroni ma jħobbux jivvjaġġaw distanzi twal bejn ċipep differenti, li jillimita l-prestazzjoni. Madankollu, hemm limitazzjoni prattika biex issir iċ-ċippa akbar, magħrufa bħala l- "limitu tar-retina".

Il-limitu tal-litografija jirreferi għad-daqs massimu ta 'ċippa li tista' tkun esposta f'pass wieħed f'magna tal-litografija użata fil-manifattura tas-semikondutturi. Din il-limitazzjoni hija ddeterminata bid-daqs massimu tal-kamp manjetiku tat-tagħmir tal-litografija, speċjalment il-stepper jew l-iskaner użat fil-proċess tal-litografija. Għall-aħħar teknoloġija, il-limitu tal-maskra ġeneralment ikun ta ’madwar 858 millimetru kwadru. Din il-limitazzjoni tad-daqs hija importanti ħafna għaliex tiddetermina l-erja massima li tista 'tiġi mfassla fuq il-wejfer f'esponiment wieħed. Jekk il-wejfer huwa ikbar minn dan il-limitu, se jkunu meħtieġa esponimenti multipli biex jitbattlu kompletament il-wejfer, li ma jkunx prattiku għall-produzzjoni tal-massa minħabba l-isfidi tal-kumplessità u l-allinjament. Il-GB200 il-ġdid se jegħleb din il-limitazzjoni billi jikkombina żewġ substrati taċ-ċippa ma 'limitazzjonijiet tad-daqs tal-partikuli f'interlayer tas-silikon, li jifforma sottostrat super-partikuli limitat li huwa darbtejn aktar kbir. Limitazzjonijiet oħra tal-prestazzjoni huma l-ammont tal-memorja u d-distanza għal dik il-memorja (jiġifieri l-wisa 'tal-frekwenza tal-memorja). Arkitetturi ġodda tal-GPU jegħlbu din il-problema billi jużaw memorja ta 'frekwenza għolja f'munzelli (HBM) li hija installata fuq l-istess interposer tas-silikon b'żewġ ċipep tal-GPU. Minn perspettiva tas-silikon, il-problema bl-HBM hija li kull daqsxejn taż-żona tas-silikon hija darbtejn dik tad-DRAM tradizzjonali minħabba l-interface ta 'paralleli għolja meħtieġa għall-wisa' tal-frekwenza għolja. HBM tintegra wkoll ċippa tal-kontroll tal-loġika f'kull munzell, u żżid iż-żona tas-silikon. Kalkolu mhux maħdum juri li ż-żona tas-silikon użata fl-arkitettura GPU 2.5D hija 2.5 sa 3 darbiet dik tal-arkitettura tradizzjonali 2.0D. Kif imsemmi qabel, sakemm il-kumpaniji tal-funderija ma jkunux ippreparati għal din il-bidla, il-kapaċità tal-wejfer tas-silikon tista 'terġa' ssir stretta ħafna.

Kapaċità futura tas-Suq tal-Wafer tas-Silikon

L-ewwel waħda mit-tliet liġijiet tal-manifattura tas-semikondutturi hija li l-iktar flus jeħtieġ li jiġu investiti meta jkun disponibbli l-inqas ammont ta 'flus. Dan huwa dovut għan-natura ċiklika tal-industrija, u l-kumpaniji tas-semikondutturi jsibuha diffiċli wara din ir-regola. Kif jidher fil-figura, il-biċċa l-kbira tal-manifatturi tal-wejfer tas-silikon irrikonoxxew l-impatt ta 'din il-bidla u kważi triplu l-infiq kapitali trimestrali totali tagħhom fl-aħħar ftit kwarti. Minkejja l-kundizzjonijiet diffiċli tas-suq, dan għadu l-każ. Dak li hu saħansitra aktar interessanti huwa li din ix-xejra ilha għaddejja għal żmien twil. Il-kumpaniji tal-wejfer tas-silikon għandhom ixxurtjati jew jafu xi ħaġa li oħrajn m'għandhomx. Il-katina tal-provvista tas-semikondutturi hija magna tal-ħin li tista 'tbassar il-futur. Il-futur tiegħek jista 'jkun il-passat ta' xi ħadd ieħor. Filwaqt li mhux dejjem nibdew tweġibiet, aħna kważi dejjem ikollna mistoqsijiet ta 'siwi.