Vijesti o industriji: GPU pokreće potražnju za silikonskim vaflama

Silicon je drugi najčešći materijal na zemlji, nakon kisika, a sedmi najčešći materijal u svemiru. Silicon je poluvodič, što znači da ima električna svojstva između vodiča (poput bakra) i izolatora (poput stakla). Mala količina stranih atoma u silicijumskoj strukturi može u osnovi promijeniti svoje ponašanje, tako da čistoća silicijuma razreda poluvodiča mora biti zadivljujuće visok. Prihvatljiva minimalna čistoća za elektronski stupanj silicijuma iznosi 99,9999999%.

To znači da je dozvoljen samo jedan ne-silicijumski atom za svakih deset milijardi atoma. Dobra voda za piće omogućava 40 milijuna molekula ne-vode, što je 50 miliona puta manje čisto od silicijuma razreda poluvodiča.

Prazni proizvođači silikonskih vafera moraju pretvoriti silikon visokog čistoće u savršene jednokristalne konstrukcije. To se radi uvođenjem samohrane majke kristal u rastopljeni silikon na odgovarajuću temperaturu. Kao što nova kćerka počinju rasti oko majčinog kristala, silikonski ingot polako se obliči iz rastopljenog silikona. Proces je spor i može trajati tjedan dana. Gotov silikonski ingot teži oko 100 kilograma i može zaraditi preko 3.000 vafla.

Kafići su izrezani na tanke kriške koristeći vrlo finu dijamantsku žicu. Preciznost alata za rezanje silicijuma je vrlo visoka, a operateri se moraju stalno nadgledati ili će početi koristiti alate da rade blesave stvari na njihovu kosu. Kratki uvod u proizvodnju silikonskih kafića previše je pojednostavljena i ne prima u potpunosti doprinose genijalaca; Ali nada se da će pružiti pozadinu za dublje razumijevanje poslovanja Silikonskog važnosti.

Odnos i potražnja i potražnja od silikonskih vafla

Market Silicon Wafea dominiraju četiri kompanije. Tržište se već duže vrijeme u nježnoj ravnoteži između ponude i potražnje.
Pad prodaje poluvodiča u 2023. godine vodio je tržište da bude u stanju prekomjernog broja, uzrokujući da su unutrašnji i vanjski popis čip proizvođača koji su visoki. Međutim, ovo je samo privremena situacija. Kako se tržište oporavlja, industrija će se uskoro vratiti na ivicu kapaciteta i mora ispuniti dodatni zahtjev koji je dovela AI revolucija. Prijelaz iz tradicionalne arhitekture sa sjedištem u CPU-u na ubrzano računanje imat će utjecaj na cijelu industriju, kao ipak, to može imati utjecaj na segmente niske vrijednosti industrije poluvodičke industrije.

Grafička obradna jedinica (GPU) arhitekture zahtijevaju više silikonskih područja

Kako se povećava potražnja za performansama, proizvođači GPU-a moraju prevladati određena ograničenja dizajna kako bi se postigli veće performanse od GPU-a. Očito, čineći čip veći je način da se postignu veće performanse, jer elektroni ne vole putovati na velike udaljenosti između različitih čipova, što ograničava performanse. Međutim, postoji praktično ograničenje da čip čine veći, poznat kao "granica mrežnice".

Granica litografije odnosi se na maksimalnu veličinu čipa koji se može izložiti u jednom koraku u litografiji koja se koristi u proizvodnji poluvodiča. Ovo ograničenje određeno je maksimalnom veličinom magnetske polje litografske opreme, posebno stepper ili skenera koji se koriste u litografiji. Za najnoviju tehnologiju granica maske obično je oko 858 kvadratnih milimetara. Ova ograničenje veličine je vrlo važno jer određuje maksimalno područje koje se može uzorkovati na vaflu u jednoj izloženosti. Ako je vafl veći od ove granice, bit će potrebna više izloženosti da bi se potpuno uzorak vafla, što je nepraktično za masovnu proizvodnju zbog složenosti i izazova za usklađivanje. Novi GB200 prevladat će ovo ograničenje kombiniranjem dva supstrata čipa sa ograničenjem veličine čestica u silikonski međubraj, formiranje super-čestica-ograničenog supstrata koji je dvostruko veći. Ostala ograničenja performansi su količina memorije i udaljenosti do te memorije (tj. Propusne širine memorije). Nove GPU arhitekture savladaju ovaj problem koristeći Sloged High-WipyWidth memorija (HBM) koja je instalirana na isti silikonski umetak sa dva GPU čipova. Iz silikonske perspektive, problem sa HBM-om je da je svaki bit silicijum dvostruko veći od tradicionalnog drama zbog visokoralnog sučelja potrebnog za visoku širinu pojasa. HBM takođe integrira logički upravljački čip u svaku snop, povećavajući se područje silikona. Grub proračun pokazuje da je područje silicijuma koje se koristi u 2.5D GPU arhitekturi iznosi 2,5 do 3 puta od tradicionalne 2.0D arhitekture. Kao što je spomenuto ranije, osim ako se bavne kompanije ne pripremaju za ovu promjenu, kapacitet silikona možda može ponovo postati vrlo tijesan.

Budući kapacitet tržišta silikonskih vafla

Prvi od tri zakona proizvodnje poluvodiča je da najviše novca treba uložiti kada je najmanje novca dostupan. To je zbog cikličke prirode industrije, a poluvodičke kompanije teško nakon ovog pravila imaju teško. Kao što je prikazano na slici, većina silikonskih proizvođača vafla prepoznala je utjecaj ove promjene i gotovo utrostručio svoje ukupne tromjesečne kapitalne izdatke u posljednjih nekoliko četvrti. Uprkos teškim tržišnim uvjetima, to je još uvijek slučaj. Ono što je još zanimljivije je što se ovaj trend traja već duže vrijeme. Silicijumske vatrene kompanije imaju sreću ili znaju nešto što drugi ne. Lanac napajanja poluvodiča je vremenski stroj koji može predvidjeti budućnost. Vaša budućnost može biti tuđa prošlost. Dok ne dobijamo uvijek odgovore, gotovo uvijek uvijek vrijedimo pitanja.