flamurin e çështjes

Lajme nga Industria: GPU-ja rrit kërkesën për pllaka silikoni

Lajme nga Industria: GPU-ja rrit kërkesën për pllaka silikoni

Thellë brenda zinxhirit të furnizimit, disa magjistarë e shndërrojnë rërën në disqe kristali silici me strukturë diamanti perfekte, të cilat janë thelbësore për të gjithë zinxhirin e furnizimit të gjysmëpërçuesve. Ato janë pjesë e zinxhirit të furnizimit të gjysmëpërçuesve që rrit vlerën e "rërës së silicit" me gati një mijë herë. Shkëlqimi i zbehtë që shihni në plazh është silici. Silici është një kristal kompleks me brishtësi dhe metal të ngurtë (veti metalike dhe jometalike). Silici është kudo.

1

Siliconi është materiali i dytë më i zakonshëm në Tokë, pas oksigjenit, dhe materiali i shtatë më i zakonshëm në univers. Silici është një gjysmëpërçues, që do të thotë se ka veti elektrike midis përçuesve (siç është bakri) dhe izolatorëve (siç është qelqi). Një sasi e vogël e atomeve të huaja në strukturën e silicit mund ta ndryshojë rrënjësisht sjelljen e tij, kështu që pastërtia e silicit të gradës gjysmëpërçuese duhet të jetë çuditërisht e lartë. Pastërtia minimale e pranueshme për silicin e gradës elektronike është 99.999999%.

Kjo do të thotë që lejohet vetëm një atom jo-silikon për çdo dhjetë miliardë atome. Uji i pijshëm i mirë lejon 40 milionë molekula jo-ujore, që është 50 milionë herë më pak i pastër se silikoni i gradës gjysmëpërçuese.

Prodhuesit e pllakave të silikonit të zbrazët duhet ta shndërrojnë silikonin me pastërti të lartë në struktura perfekte me një kristal të vetëm. Kjo bëhet duke futur një kristal të vetëm mëmë në silikonin e shkrirë në temperaturën e duhur. Ndërsa kristalet e reja bijë fillojnë të rriten rreth kristalit mëmë, shufra e silikonit formohet ngadalë nga silikoni i shkrirë. Procesi është i ngadaltë dhe mund të zgjasë një javë. Shufra e përfunduar e silikonit peshon rreth 100 kilogramë dhe mund të prodhojë mbi 3,000 pllaka.

Napolitat priten në feta të holla duke përdorur tel diamanti shumë të imët. Preciziteti i mjeteve prerëse të silikonit është shumë i lartë dhe operatorët duhet të monitorohen vazhdimisht, përndryshe do të fillojnë t'i përdorin mjetet për të bërë gjëra të çuditshme me flokët e tyre. Hyrja e shkurtër në prodhimin e napolitave të silikonit është shumë e thjeshtuar dhe nuk i vlerëson plotësisht kontributet e gjenive; por shpresohet të ofrojë një sfond për një kuptim më të thellë të biznesit të napolitave të silikonit.

Marrëdhënia e ofertës dhe kërkesës së pllakave të silikonit

Tregu i pllakave të silikonit dominohet nga katër kompani. Për një kohë të gjatë, tregu ka qenë në një ekuilibër delikat midis ofertës dhe kërkesës.
Rënia e shitjeve të gjysmëpërçuesve në vitin 2023 ka bërë që tregu të jetë në një gjendje mbi-oferte, duke bërë që inventarët e brendshëm dhe të jashtëm të prodhuesve të çipave të jenë të lartë. Megjithatë, kjo është vetëm një situatë e përkohshme. Ndërsa tregu rimëkëmbet, industria së shpejti do të kthehet në kufirin e kapacitetit dhe duhet të përmbushë kërkesën shtesë të sjellë nga revolucioni i inteligjencës artificiale. Kalimi nga arkitektura tradicionale e bazuar në CPU në informatikën e përshpejtuar do të ketë një ndikim në të gjithë industrinë, pasi Megjithatë, kjo mund të ketë një ndikim në segmentet me vlerë të ulët të industrisë së gjysmëpërçuesve.

Arkitekturat e Njësisë së Përpunimit Grafik (GPU) kërkojnë më shumë sipërfaqe silikoni

Ndërsa kërkesa për performancë rritet, prodhuesit e GPU-ve duhet të kapërcejnë disa kufizime në dizajn për të arritur performancë më të lartë nga GPU-të. Natyrisht, zmadhimi i çipit është një mënyrë për të arritur performancë më të lartë, pasi elektronet nuk preferojnë të udhëtojnë distanca të gjata midis çipave të ndryshëm, gjë që kufizon performancën. Megjithatë, ekziston një kufizim praktik për zmadhimin e çipit, i njohur si "limiti 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 e gjysmëpërçuesve. Ky kufizim përcaktohet nga madhësia maksimale e fushës magnetike të pajisjeve të litografisë, veçanërisht hapësit ose skanerit të përdorur në procesin e litografisë. Për teknologjinë më të fundit, kufiri i maskës është zakonisht rreth 858 milimetra katrorë. Ky kufizim madhësie është shumë i rëndësishëm sepse përcakton sipërfaqen maksimale që mund të modelohet në pllakë në një ekspozim të vetëm. Nëse pllaka është më e madhe se ky limit, do të nevojiten ekspozime të shumëfishta për të modeluar plotësisht pllakën, gjë që është jopraktike për prodhimin masiv për shkak të kompleksitetit dhe sfidave të shtrirjes. GB200 i ri do ta kapërcejë këtë kufizim duke kombinuar dy substrate çipi me kufizime në madhësinë e grimcave në një shtresë ndërmjetëse silikoni, duke formuar një substrat super të kufizuar nga grimcat që është dy herë më i madh. Kufizime të tjera të performancës janë sasia e memories dhe distanca nga ajo memorie (domethënë, gjerësia e brezit të memories). Arkitekturat e reja të GPU-së e kapërcejnë këtë problem duke përdorur memorie me gjerësi të lartë brezi të grumbulluar (HBM) që është instaluar në të njëjtin ndërfaqësues silikoni me dy çipa GPU. Nga një perspektivë e silikonit, problemi me HBM është se çdo bit i sipërfaqes së silikonit është dyfishi i sipërfaqes së DRAM tradicionale për shkak të ndërfaqes me paralele të lartë të kërkuar për bandwidth të lartë. HBM gjithashtu integron një çip kontrolli logjik në secilën pirg, duke rritur sipërfaqen e silikonit. Një llogaritje e përafërt tregon se sipërfaqja e silikonit e përdorur në arkitekturën GPU 2.5D është 2.5 deri në 3 herë më e madhe se arkitektura tradicionale 2.0D. Siç u përmend më parë, nëse kompanitë e shkrirjes nuk janë të përgatitura për këtë ndryshim, kapaciteti i pllakave të silikonit mund të bëhet përsëri shumë i ngushtë.

Kapaciteti i ardhshëm i tregut të pllakave të silikonit

I pari nga tre ligjet e prodhimit të gjysmëpërçuesve është se duhet të investohet më shumë para kur është në dispozicion sasia më e vogël e parave. Kjo për shkak të natyrës ciklike të industrisë, dhe kompanitë e gjysmëpërçuesve e kanë të vështirë ta ndjekin këtë rregull. Siç tregohet në figurë, shumica e prodhuesve të pllakave të silikonit e kanë njohur ndikimin e këtij ndryshimi dhe pothuajse i kanë trefishuar shpenzimet e tyre totale tremujore të kapitalit në tremujorët e fundit. Pavarësisht kushteve të vështira të tregut, kjo është ende kështu. Ajo që është edhe më interesante është se ky trend ka vazhduar për një kohë të gjatë. Kompanitë e pllakave të silikonit janë me fat ose dinë diçka që të tjerët nuk e dinë. Zinxhiri i furnizimit me gjysmëpërçues është një makinë kohe që mund të parashikojë të ardhmen. E ardhmja juaj mund të jetë e kaluara e dikujt tjetër. Ndërsa nuk marrim gjithmonë përgjigje, pothuajse gjithmonë marrim pyetje që ia vlejnë.


Koha e postimit: 17 qershor 2024