Մատակարարման շղթայի խորքում, որոշ հրաշագործներ ավազը վերածում են կատարյալ ադամանդե կառուցվածքային սիլիկոնային սկավառակների, որոնք անհրաժեշտ են կիսահաղորդչային մատակարարման ամբողջ շղթայի համար: Դրանք կիսահաղորդչային մատակարարման շղթայի մի մասն են, որը մեծացնում է «Սիլիկոնային ավազի» արժեքը գրեթե հազար անգամ: Լողափում տեսած թույլ փայլը սիլիկոն է: Silicon- ը բարդ բյուրեղ է, բյուրեղայնությամբ եւ ամուր նման մետաղով (մետաղական եւ ոչ մետաղական հատկություններ): Սիլիկոնը ամենուր է:
Silicon- ը Երկրի երկրորդ ամենատարածված նյութն է, թթվածնից հետո եւ տիեզերքի յոթերորդ ամենատարածված նյութը: Silicon- ը կիսահաղորդչային է, այսինքն, այն ունի էլեկտրական հատկություններ դիրիժորների միջեւ (ինչպիսիք են պղինձը) եւ մեկուսիչները (օրինակ, ապակի): Սիլիկոնային կառուցվածքում փոքր քանակությամբ օտարերկրյա ատոմներ կարող են սկզբունքորեն փոխել իր պահվածքը, ուստի կիսահաղորդչային կարգի սիլիկոնային մաքրությունը զարմանալիորեն բարձր է: Էլեկտրոնային կարգի սիլիկոնի ընդունելի նվազագույն մաքրությունը կազմում է 99.999999%:
Սա նշանակում է, որ միայն մեկ ոչ սիլիկոնային ատոմ է թույլատրվում յուրաքանչյուր տաս միլիարդ ատոմի համար: Լավ խմելու ջուրը թույլ է տալիս 40 միլիոն ոչ ջրային մոլեկուլ, ինչը 50 միլիոն անգամ ավելի քիչ մաքուր է, քան կիսահաղորդչային կարգի սիլիկոնը:
Blank Silicon Wafer արտադրողները պետք է բարձր մաքրության սիլիկոնը վերածեն կատարյալ մեկ բյուրեղային կառույցների: Դա արվում է, համապատասխան ջերմաստիճանում MOLDEN SILICON- ի մեջ մեկ մայր բյուրեղային ներմուծելով: Քանի որ նոր դուստր բյուրեղները սկսում են աճել մայր բյուրեղապակի շուրջ, սիլիկոնային ձգտումը դանդաղ ձեւավորվում է հալած սիլիկոնից: Գործընթացը դանդաղ է եւ կարող է տեւել մեկ շաբաթ: Պատրաստի սիլիկոնային ձեղնահարկը կշռում է մոտ 100 կիլոգրամ եւ կարող է ավելի քան 3000 վաֆլի պատրաստել:
Վաֆլերը կտրված են բարակ կտորների մեջ, օգտագործելով շատ նուրբ ադամանդե մետաղալարեր: Սիլիկոնային կտրող գործիքների ճշգրտությունը շատ բարձր է, եւ օպերատորները պետք է անընդհատ վերահսկվեն, կամ նրանք կսկսեն օգտագործել գործիքներ `իրենց մազերին հիմար բաներ կատարելու համար: Սիլիկոնային վաֆլի արտադրության համառոտ ներկայացումը չափազանց պարզեցված է եւ լիովին չի վարկավորում հանճարների ներդրումները. Բայց հույս ունի ֆոն տրամադրել սիլիկոնային վաֆլի բիզնեսի խորը ընկալման համար:
Սիլիկոնային վաֆլի մատակարարման եւ պահանջարկի փոխհարաբերությունները
Սիլիկոնային վաֆլի շուկան գերակշռում են չորս ընկերությունները: Երկար ժամանակ շուկան գտնվում էր նուրբ հավասարակշռության մեջ մատակարարման եւ պահանջարկի միջեւ:
2023 թվականին կիսահաղորդչային վաճառքի անկումը շուկան բերեց գերբեռնվածության վիճակում, պատճառելով չիպերի արտադրողների ներքին եւ արտաքին գույքագրումները: Այնուամենայնիվ, սա միայն ժամանակավոր իրավիճակ է: Ինչպես վերականգնում է շուկան, արդյունաբերությունը շուտով կվերադառնա կարողությունների եզրին եւ պետք է բավարարի AI հեղափոխության արդյունքում բերված լրացուցիչ պահանջարկը: Ավանդական CPU- ի վրա հիմնված ճարտարապետությունից արագացված հաշվարկներից անցումը կազդի ամբողջ արդյունաբերության վրա, ինչպես, սակայն, դա կարող է ազդեցություն ունենալ կիսահաղորդչային արդյունաբերության ցածր արժեքային հատվածների վրա:
Գրաֆիկայի վերամշակման միավորի (GPU) ճարտարապետությունը պահանջում է ավելի շատ սիլիկոնային տարածք
Որպես կատարողականի պահանջարկը մեծանում է, GPU արտադրողները պետք է հաղթահարեն նախագծման որոշ սահմանափակումներ GPUS- ից ավելի բարձր կատարողականի հասնելու համար: Ակնհայտ է, որ չիպը ավելի մեծ կատարումը ավելի բարձր կատարողականի հասնելու միջոց է, քանի որ էլեկտրոնները չեն սիրում երկար հեռավորություններ ճանապարհորդել տարբեր չիպերի միջեւ, որոնք սահմանափակում են կատարումը: Այնուամենայնիվ, չիպը ավելի մեծ դարձնելու գործնական սահմանափակում կա, որը հայտնի է որպես «Retina Limit»:
Լիտոգրաֆիայի սահմանը վերաբերում է չիպի առավելագույն չափին, որը կարող է ենթարկվել կիսաեզրափակիչ արտադրության մեջ օգտագործվող լիտոգրաֆիայի մեքենայի մեկ քայլի: Այս սահմանափակումը որոշվում է վիմագրական սարքավորումների առավելագույն մագնիսական չափի, հատկապես ճգնաժամի կամ սկաների, որն օգտագործվում է վիտոգրաֆիայի գործընթացում: Վերջին տեխնոլոգիայի համար դիմակի սահմանը սովորաբար կազմում է մոտ 858 քառակուսի միլիմետր: Այս չափի սահմանափակումը շատ կարեւոր է, քանի որ այն որոշում է առավելագույն տարածքը, որը կարող է ձեւավորվել վաֆլի վրա մեկ ազդեցության տակ: Եթե վաֆֆերը ավելի մեծ է, քան այս սահմանը, ապա վաֆլի ամբողջությամբ լիարժեք ձեւավորելու համար անհրաժեշտ կլինեն բազմաթիվ բացահայտումներ, ինչը բարդության եւ հավասարեցման մարտահրավերների պատճառով անիրական է զանգվածային արտադրության համար: Նոր GB200- ը կհաղթահարի այս սահմանափակումը `զուգակցելով երկու չիպային ենթաշերտերի մասնիկների չափի սահմանափակումներով սիլիկոնային ինտերլեռի մեջ, ձեւավորելով սուպեր-մասնիկների սահմանափակ ենթաշերտ, որը երկու անգամ ավելի մեծ է: Կատարման այլ սահմանափակումներ կան հիշողության քանակը եւ այդ հիշողությունը (այսինքն `հիշողության թողունակությունը): GPU- ի նոր ճարտարապետությունները հաղթահարում են այս խնդիրը `օգտագործելով STacked High-Bandwidth Memory (HBM), որը տեղադրված է նույն սիլիկոնային միջնորդի վրա, երկու GPU չիպսերով: Սիլիկոնային տեսանկյունից HBM- ի հետ կապված խնդիրն այն է, որ սիլիկոնային տարածքի յուրաքանչյուր բիթը երկու անգամ ավանդական դրամի է `բարձր թողունակության բարձր մակարդակի համար: HBM- ը նաեւ ինտեգրում է տրամաբանության վերահսկման չիպը յուրաքանչյուր տակի մեջ, ավելացնելով սիլիկոնի տարածքը: Կոպիտ հաշվարկը ցույց է տալիս, որ 2,5D GPU ճարտարապետության մեջ օգտագործված սիլիկոնային տարածքը 2,5-ից 3 անգամ ավանդական 2.0D ճարտարապետության մեջ է: Ինչպես ավելի վաղ նշվեց, քանի դեռ ձուլարանային ընկերություններ չեն պատրաստվել այս փոփոխությանը, սիլիկոնային վաֆլի կարողությունը կարող է կրկին շատ ամուր դառնալ:
Սիլիկոնային վաֆլի շուկայի ապագա կարողությունը
Կիսահաղորդչային արտադրության երեք օրենքներից առաջինը այն է, որ առավելագույն գումարը պետք է ներդրվի, երբ մատչելի է նվազագույն գումարը: Դա պայմանավորված է արդյունաբերության ցիկլային բնույթով, եւ կիսահաղորդչային ընկերությունները ծանր ժամանակ ունեն այս կանոնից հետո: Ինչպես ցույց է տրված նկարում, սիլիկոնային վաֆլի արտադրողների մեծ մասը ճանաչել է այս փոփոխության ազդեցությունը եւ գրեթե եռապատկվել են վերջին եռամսյակային կապիտալ ծախսերը վերջին մի քանի եռամսյակում: Չնայած շուկայի դժվարին պայմաններին, սա դեռ դեպքն է: Այն, ինչ նույնիսկ ավելի հետաքրքիր է, այս միտումը երկար ժամանակ շարունակվում է: Սիլիկոնային վաֆլի ընկերությունները բախտավոր են կամ գիտեն մի բան, որը մյուսները չեն: Կիսահաղորդչային ցանցի շղթան ժամանակային մեքենա է, որը կարող է կանխատեսել ապագան: Ձեր ապագան կարող է լինել ուրիշի անցյալը: Մինչ մենք միշտ չէ, որ պատասխաններ ենք ստանում, մենք գրեթե միշտ արժեքավոր հարցեր ենք ստանում:
Փոստի ժամանակը, JUN-17-2024