Giliai tiekimo grandinėje kai kurie magai smėlį paverčia tobulais deimantinės struktūros silicio kristalų diskais, kurie yra būtini visai puslaidininkių tiekimo grandinei.Jie yra puslaidininkių tiekimo grandinės dalis, kuri padidina „silicio smėlio“ vertę beveik tūkstantį kartų.Silicis yra silpnas švytėjimas, kurį matote paplūdimyje.Silicis yra sudėtingas kristalas, turintis trapumą ir panašų į kietą metalą (metalinės ir nemetalinės savybės).Silicio yra visur.
Silicis yra antra labiausiai paplitusi medžiaga Žemėje po deguonies ir septinta pagal paplitimą medžiaga visatoje.Silicis yra puslaidininkis, tai reiškia, kad jis turi elektrinių savybių tarp laidininkų (pvz., vario) ir izoliatorių (pvz., stiklo).Nedidelis svetimų atomų kiekis silicio struktūroje gali iš esmės pakeisti jo elgesį, todėl puslaidininkinio silicio grynumas turi būti stulbinamai aukštas.Minimalus priimtinas elektroninio silicio grynumas yra 99,999999%.
Tai reiškia, kad dešimčiai milijardų atomų leidžiamas tik vienas ne silicio atomas.Geras geriamasis vanduo leidžia turėti 40 milijonų ne vandens molekulių, o tai yra 50 milijonų kartų mažiau grynas nei puslaidininkinis silicis.
Tuščių silicio plokštelių gamintojai turi paversti didelio grynumo silicį į tobulas vieno kristalo struktūras.Tai atliekama į išlydytą silicį atitinkamoje temperatūroje įvedant vieną motininį kristalą.Kai aplink motininį kristalą pradeda augti nauji dukteriniai kristalai, iš išlydyto silicio lėtai susidaro silicio luitas.Procesas yra lėtas ir gali užtrukti savaitę.Pagamintas silicio luitas sveria apie 100 kilogramų ir iš jo galima pagaminti per 3000 plokštelių.
Vafliai supjaustomi plonais griežinėliais, naudojant labai ploną deimantinę vielą.Silicio pjovimo įrankių tikslumas yra labai didelis, todėl operatoriai turi būti nuolat stebimi, kitaip jie pradės naudoti įrankius kvailiems dalykams savo plaukams.Trumpas įvadas apie silicio plokštelių gamybą yra per daug supaprastintas ir visiškai neįvertina genijų indėlio;tačiau tikimasi, kad tai suteiks pagrindą gilesniam silicio plokštelių verslo supratimui.
Silicio plokštelių pasiūlos ir paklausos santykis
Silicio plokštelių rinkoje dominuoja keturios įmonės.Ilgą laiką rinkoje buvo subtilus pasiūlos ir paklausos balansas.
2023 m. sumažėjus puslaidininkių pardavimui, rinkoje atsirado perteklius, todėl mikroschemų gamintojų vidaus ir išorės atsargos yra didelės.Tačiau tai tik laikina situacija.Rinkai atsigaunant, pramonė greitai grįš į pajėgumų ribą ir turės patenkinti papildomą AI revoliucijos sukeltą paklausą.Perėjimas nuo tradicinės procesoriaus architektūros prie pagreitinto skaičiavimo turės įtakos visai pramonei, nes tai gali turėti įtakos mažos vertės puslaidininkių pramonės segmentams.
Grafikos apdorojimo bloko (GPU) architektūrai reikia daugiau silicio ploto
Didėjant našumo poreikiui, GPU gamintojai turi įveikti kai kuriuos dizaino apribojimus, kad pasiektų didesnį GPU našumą.Akivaizdu, kad lusto padidinimas yra vienas iš būdų pasiekti didesnį našumą, nes elektronai nemėgsta keliauti dideliais atstumais tarp skirtingų lustų, o tai riboja našumą.Tačiau yra praktinių apribojimų padidinti lustą, vadinamą „tinklainės riba“.
Litografijos riba reiškia didžiausią lusto dydį, kurį galima atskleisti vienu žingsniu litografijos aparate, naudojamoje puslaidininkių gamyboje.Šį apribojimą lemia maksimalus litografijos įrangos, ypač litografijos procese naudojamo žingsninio ar skaitytuvo, magnetinio lauko dydis.Naujausių technologijų atveju kaukės riba paprastai yra apie 858 kvadratiniai milimetrai.Šis dydžio apribojimas yra labai svarbus, nes jis nustato didžiausią plotą, kurį galima piešti ant plokštelės vienos ekspozicijos metu.Jei plokštelė yra didesnė už šią ribą, norint visiškai suformuoti plokštelę, reikės kelių ekspozicijų, o tai nepraktiška masinei gamybai dėl sudėtingumo ir derinimo iššūkių.Naujasis GB200 įveiks šį apribojimą, sujungdamas du lusto pagrindus su dalelių dydžio apribojimais į silicio tarpsluoksnį, sudarydamas dvigubai didesnį substratą, kuriame yra ribotas dalelių kiekis.Kiti veikimo apribojimai yra atminties kiekis ir atstumas iki tos atminties (ty atminties pralaidumas).Naujos GPU architektūros išsprendžia šią problemą, naudodamos sukrautą didelio pralaidumo atmintį (HBM), kuri įdiegta tame pačiame silicio tarpinėje su dviem GPU lustais.Žvelgiant iš silicio perspektyvos, HBM problema yra ta, kad kiekvienas silicio srities bitas yra dvigubai didesnis nei tradicinės DRAM dėl didelės lygiagrečios sąsajos, reikalingos dideliam pralaidumui.HBM taip pat integruoja loginio valdymo lustą į kiekvieną krūvą, padidindama silicio plotą.Apytikslis skaičiavimas rodo, kad 2,5D GPU architektūroje naudojamas silicio plotas yra 2,5–3 kartus didesnis nei tradicinėje 2,0D architektūroje.Kaip minėta anksčiau, jei liejyklos nebus pasiruošusios šiam pokyčiui, silicio plokštelių talpa vėl gali tapti labai maža.
Būsimi silicio plokštelių rinkos pajėgumai
Pirmasis iš trijų puslaidininkių gamybos dėsnių yra tas, kad daugiausia pinigų reikia investuoti tada, kai turima mažiausia pinigų suma.Taip yra dėl pramonės cikliškumo, o puslaidininkių įmonėms sunku laikytis šios taisyklės.Kaip parodyta paveikslėlyje, dauguma silicio plokštelių gamintojų pripažino šio pokyčio poveikį ir per pastaruosius kelis ketvirčius beveik trigubai padidino bendras ketvirčio kapitalo išlaidas.Nepaisant sudėtingų rinkos sąlygų, taip yra ir toliau.Dar įdomiau tai, kad ši tendencija tęsiasi jau seniai.Silicio plokštelių įmonėms pasisekė arba jos žino tai, ko kiti nežino.Puslaidininkių tiekimo grandinė yra laiko mašina, galinti numatyti ateitį.Jūsų ateitis gali būti kažkieno praeitis.Nors ne visada gauname atsakymus, beveik visada sulaukiame vertingų klausimų.
Paskelbimo laikas: 2024-06-17