Aħbarijiet tal-Industrija: Il-GPU żżid id-domanda għall-wejfers tas-silikon

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

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

Il-manifatturi tal-wejfers tas-silikon vojta għandhom jikkonvertu silikon ta 'purità għolja fi strutturi perfetti ta' kristall wieħed.Dan isir billi jiġi introdott kristall single mother fis-silikon imdewweb fit-temperatura xierqa.Hekk kif il-kristalli bint ġodda jibdew jikbru madwar il-kristall omm, l-ingott tas-silikon jifforma bil-mod mis-silikon imdewweb.Il-proċess huwa bil-mod u jista 'jieħu ġimgħa.L-ingott tas-silikon lest jiżen madwar 100 kilogramma u jista 'jagħmel aktar minn 3,000 wejfer.

Il-wejfers jinqatgħu fi flieli irqaq bl-użu ta 'wajer djamant 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 għax-xagħar tagħhom.L-introduzzjoni qasira għall-produzzjoni ta 'wejfers tas-silikon hija simplifikata wisq u ma tikkreditax bis-sħiħ 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-wejfers tas-silikon huwa ddominat minn erba 'kumpaniji.Għal żmien twil, is-suq kien f'bilanċ delikat bejn il-provvista u d-domanda.
It-tnaqqis fil-bejgħ tas-semikondutturi fl-2023 wassal biex is-suq ikun fi stat ta 'provvista żejda, u kkawża li l-inventarji interni u esterni tal-manifatturi taċ-ċippijiet ikunu għoljin.Madankollu, din hija biss sitwazzjoni temporanja.Hekk kif is-suq jirkupra, l-industrija dalwaqt se terġa 'lura fit-tarf tal-kapaċità u trid tissodisfa d-domanda addizzjonali miġjuba mir-rivoluzzjoni tal-AI.It-tranżizzjoni minn arkitettura tradizzjonali bbażata fuq CPU għal kompjuters aċċellerat se jkollha impatt fuq l-industrija kollha, peress li 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 jiksbu prestazzjoni ogħla mill-GPUs.Ovvjament, li tagħmel iċ-ċippa akbar huwa 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 iċ-ċippa ssir akbar, magħrufa bħala l-"limitu tar-retina".

Il-limitu tal-litografija jirreferi għad-daqs massimu ta 'ċippa li jista' jiġi espost f'pass wieħed f'magna litografika użata fil-manifattura tas-semikondutturi.Din il-limitazzjoni hija determinata mid-daqs massimu tal-kamp manjetiku tat-tagħmir tal-litografija, speċjalment l-stepper jew l-iskaner użat fil-proċess tal-litografija.Għall-aħħar teknoloġija, il-limitu tal-maskra huwa ġeneralment madwar 858 millimetru kwadru.Din il-limitazzjoni tad-daqs hija importanti ħafna minħabba li tiddetermina l-erja massima li tista 'tiġi disinjata fuq il-wejfer f'espożizzjoni waħda.Jekk il-wejfer ikun ikbar minn dan il-limitu, se jkunu meħtieġa espożizzjonijiet multipli biex il-wejfer jitfassal bis-sħiħ, li mhuwiex prattiku għall-produzzjoni tal-massa minħabba l-kumplessità u l-isfidi tal-allinjament.Il-GB200 il-ġdid se jegħleb din il-limitazzjoni billi jgħaqqad żewġ sottostrati taċ-ċippa b'limitazzjonijiet tad-daqs tal-partiċelli f'saff ta 'bejn is-silikon, li jifforma sottostrat limitat ta' partiċelli super li huwa d-doppju.Limitazzjonijiet oħra tal-prestazzjoni huma l-ammont ta 'memorja u d-distanza għal dik il-memorja (jiġifieri bandwidth tal-memorja).Arkitetturi ġodda tal-GPU jegħlbu din il-problema billi jużaw memorja ta 'wisa' ta' frekwenza għolja (HBM) li hija installata fuq l-istess interposer tas-silikon b'żewġ ċipep GPU.Mill-perspettiva tas-silikon, il-problema bl-HBM hija li kull daqsxejn ta 'żona tas-silikon hija d-doppju ta' dik tad-DRAM tradizzjonali minħabba l-interface ta 'parallel għoli meħtieġ għal bandwidth għoli.HBM jintegra wkoll ċippa ta 'kontroll loġiku f'kull munzell, u żżid iż-żona tas-silikon.Kalkolu approssimattiv juri li ż-żona tas-silikon użata fl-arkitettura tal-GPU 2.5D hija 2.5 sa 3 darbiet dik tal-arkitettura tradizzjonali 2.0D.Kif issemma qabel, sakemm il-kumpaniji tal-funderiji ma jkunux ippreparati għal din il-bidla, il-kapaċità tal-wejfer tas-silikon tista 'terġa' ssir stretta ħafna.

Kapaċità futura tas-suq tal-wejfer tas-silikon

L-ewwel mit-tliet liġijiet tal-manifattura tas-semikondutturi hija li l-aktar flus jeħtieġ li jiġu investiti meta l-inqas ammont ta 'flus ikun disponibbli.Dan huwa minħabba n-natura ċiklika tal-industrija, u l-kumpaniji tas-semikondutturi għandhom diffiċli biex isegwu din ir-regola.Kif muri fil-figura, il-biċċa l-kbira tal-manifatturi tal-wejfers tas-silikon rrikonoxxew l-impatt ta 'din il-bidla u kważi ttriplikaw l-infiq kapitali totali ta' kull tliet xhur tagħhom fl-aħħar ftit trimestri.Minkejja l-kundizzjonijiet diffiċli tas-suq, dan għadu l-każ.Li hu saħansitra aktar interessanti huwa li din it-tendenza ilha għaddejja għal żmien twil.Kumpaniji tal-wejfer tas-silikon huma ixxurtjati jew jafu xi ħaġa li oħrajn ma jafux.Il-katina tal-provvista tas-semikondutturi hija magna taż-żmien li tista 'tbassar il-futur.Il-futur tiegħek jista’ jkun il-passat ta’ xi ħadd ieħor.Filwaqt li mhux dejjem insibu tweġibiet, kważi dejjem jkollna mistoqsijiet utli.