Thellë brenda zinxhirit të furnizimit, disa magjistarë e kthejnë rërën në disqe kristal silikoni të strukturuar me diamant, të cilat janë thelbësore për të gjithë zinxhirin e furnizimit gjysmëpërçues. Ata janë pjesë e zinxhirit të furnizimit gjysmëpërçues që rrit vlerën e "rërës së silikonit" me gati një mijë herë. Shkëlqimi i zbehtë që shihni në plazh është silikoni. Silicon është një kristal kompleks me brishtë dhe metal të ngurtë (veti metalike dhe jo metalike). Silicon është kudo.
Silicon është materiali i dytë më i zakonshëm në tokë, pas oksigjenit dhe materiali i shtatë më i zakonshëm në univers. Silicon është një gjysmëpërçues, që do të thotë se ka veti elektrike midis përcjellësve (të tilla si bakri) dhe izoluesve (siç është qelqi). Një sasi e vogël e atomeve të huaj në strukturën e silikonit mund të ndryshojë rrënjësisht sjelljen e saj, kështu që pastërtia e silikonit të shkallës gjysmëpërçuese duhet të jetë befasuese e lartë. Pastërtia minimale e pranueshme për silikonin e shkallës elektronike është 99,999999%.
Kjo do të thotë që vetëm një atom jo silikon lejohet për çdo dhjetë miliardë atome. Uji i mirë i pijshëm lejon 40 milion molekula jo-ujë, që është 50 milion herë më pak e pastër se silikoni i klasës gjysmëpërçuese.
Prodhuesit e boshtit të silikonit të zbrazët duhet të shndërrojnë silikon me pastërti të lartë në struktura të përsosura me një kristal. Kjo bëhet duke futur një kristal të vetëm nënë në silikon të shkrirë në temperaturën e duhur. Ndërsa kristalet e vajzës së re fillojnë të rriten rreth kristalit të nënës, shufra silikoni ngadalë formohet nga silikoni i shkrirë. Procesi është i ngadaltë dhe mund të zgjasë një javë. Ingot silikoni i përfunduar peshon rreth 100 kilogramë dhe mund të bëjë mbi 3,000 meshë.
Wafers janë prerë në feta të hollë duke përdorur tela diamanti shumë të imët. Saktësia e mjeteve të prerjes së silikonit është shumë e lartë, dhe operatorët duhet të monitorohen vazhdimisht, ose ata do të fillojnë të përdorin mjetet për të bërë gjëra pa kuptim në flokët e tyre. Paraqitja e shkurtër e prodhimit të Wafers Silicon është shumë i thjeshtuar dhe nuk i krediton plotësisht kontributet e gjenive; Por shpresohet të sigurojë një sfond për një kuptim më të thellë të biznesit të meshës së silikonit.
Marrëdhënia e furnizimit dhe kërkesës së meshave të silikonit
Tregu i meshës së silikonit mbizotëron nga katër kompani. Për një kohë të gjatë, tregu ka qenë në një ekuilibër delikat midis furnizimit dhe kërkesës.
Rënia e shitjeve gjysmëpërçuese në vitin 2023 ka bërë që tregu të jetë në një gjendje të tepërt, duke bërë që inventarët e brendshëm dhe të jashtëm të prodhuesve të çipave të jenë të larta. Sidoqoftë, kjo është vetëm një situatë e përkohshme. Ndërsa tregu rikuperohet, industria së shpejti do të kthehet në buzë të kapacitetit dhe duhet të plotësojë kërkesën shtesë të sjellë nga Revolucioni i AI. Kalimi nga arkitektura tradicionale e bazuar në CPU në llogaritjen e përshpejtuar do të ketë një ndikim në të gjithë industrinë, sidoqoftë, kjo mund të ketë një ndikim në segmentet me vlerë të ulët të industrisë gjysmëpërçuese.
Arkitekturat e njësisë së përpunimit grafik (GPU) kërkojnë më shumë zonë silikoni
Ndërsa kërkesa për performancë rritet, prodhuesit e GPU duhet të kapërcejnë disa kufizime të projektimit për të arritur performancë më të lartë nga GPU. Natyrisht, bërja e çipit më të madhe është një mënyrë për të arritur performancën më të lartë, pasi elektronet nuk u pëlqen të udhëtojnë në distanca të gjata midis çipave të ndryshëm, gjë që kufizon performancën. Sidoqoftë, ekziston një kufizim praktik për ta bërë çipin më të madh, i njohur si "kufiri i retinës".
Kufiri i litografisë i referohet madhësisë maksimale të një çipi që mund të ekspozohet në një hap të vetëm në një makinë litografie të përdorur në prodhimin gjysmëpërçues. Ky kufizim përcaktohet nga madhësia maksimale e fushës magnetike të pajisjeve të litografisë, veçanërisht hapi ose skaneri i përdorur në procesin e litografisë. Për teknologjinë e fundit, kufiri i maskës është zakonisht rreth 858 milimetra katrorë. Ky kufizim i madhësisë është shumë i rëndësishëm sepse përcakton zonën maksimale që mund të modelohet në meshë në një ekspozim të vetëm. Nëse mesha është më e madhe se ky kufi, do të nevojiten ekspozime të shumta për të modeluar plotësisht meshën, e cila është jopraktike për prodhimin në masë për shkak të kompleksitetit dhe sfidave të shtrirjes. GB200 i ri do të kapërcejë këtë kufizim duke kombinuar dy substrate të çipit me kufizime të madhësisë së grimcave në një interlayer silikoni, duke formuar një substrat super-grimcash të kufizuar që është dy herë më i madh. Kufizimet e tjera të performancës janë sasia e kujtesës dhe distanca në atë memorie (d.m.th. bandwidth i kujtesës). Arkitekturat e reja të GPU e kapërcejnë këtë problem duke përdorur memorie të grumbulluar të bandës së lartë (HBM) që është instaluar në të njëjtin ndërhyrës silikoni me dy patate të skuqura GPU. Nga këndvështrimi i silikonit, problemi me HBM është se çdo pjesë e zonës së silikonit është dyfishi i DRAM tradicional për shkak të ndërfaqes së lartë paralel të kërkuar për gjerësi të lartë të bandës. HBM gjithashtu integron një çip kontrolli logjik në secilën pirg, duke rritur zonën e silikonit. Një llogaritje e përafërt tregon se zona e silikonit e përdorur në arkitekturën GPU 2.5D është 2.5 deri 3 herë më shumë se ajo e arkitekturës tradicionale 2.0D. Siç u përmend më herët, përveç nëse kompanitë e shkritores janë përgatitur për këtë ndryshim, kapaciteti i meshës së silikonit mund të bëhet përsëri shumë i ngushtë.
Kapaciteti i ardhshëm i tregut të meshës së silikonit
E para nga tre ligjet e prodhimit të gjysmëpërçuesit është se më shumë para duhet të investohen kur shuma më e vogël e parave është në dispozicion. Kjo është për shkak të natyrës ciklike të industrisë, dhe kompanive gjysmëpërçuese kanë një kohë të vështirë pas këtij rregulli. Siç tregohet në figurë, shumica e prodhuesve të meshës silikoni kanë njohur ndikimin e këtij ndryshimi dhe pothuajse kanë trefishuar shpenzimet e tyre totale të kapitalit tremujor në tremujorët e fundit. Megjithë kushtet e vështira të tregut, ky është akoma rasti. Ajo që është edhe më interesante është se kjo prirje ka vazhduar për një kohë të gjatë. Kompanitë e meshës silikoni janë me fat ose dinë diçka që të tjerët nuk e bëjnë. Zinxhiri i furnizimit gjysmëpërçues është një makinë kohore që mund të parashikojë të ardhmen. E ardhmja juaj mund të jetë e kaluara e dikujt tjetër. Ndërsa jo gjithmonë marrim përgjigje, pothuajse gjithmonë marrim pyetje të vlefshme.
Koha e Postimit: Qershor-17-2024