Глибоко в ланцюзі поставок, деякі маги перетворюють пісок на ідеальні конструкції з діамантами кремнію кристалічних дисків, які є важливими для всього напівпровідникового ланцюга поставок. Вони є частиною напівпровідникового ланцюга поставок, який збільшує значення "кремнієвого піску" майже на тисячу разів. Слабке сяйво, яке ви бачите на пляжі, - це кремній. Кремнію-це складний кристал з кричущістю та суцільним металом (металеві та неметалічні властивості). Кремнію є скрізь.
Кремній - це другий найпоширеніший матеріал на землі, після кисню, і сьомий найпоширеніший матеріал у Всесвіті. Кремнію - напівпровідник, тобто він має електричні властивості між провідниками (такими як мідь) та ізоляторами (наприклад, склом). Невелика кількість іноземних атомів у кремнієвій структурі може принципово змінити свою поведінку, тому чистота кремнію напівпровідника повинна бути дивовижно високою. Прийнята мінімальна чистота для кремнію електронного класу становить 99,999999%.
Це означає, що на кожні десять мільярдів атомів допускається лише один несиліконовий атом. Хороша питна вода дозволяє отримати 40 мільйонів молекул не водних, що в 50 мільйонів разів менше чистого, ніж кремнію напівпровідникового класу.
Порожні виробники вафельних кремнію повинні перетворити кремній високої чистоти в ідеальні однокристалічні конструкції. Це робиться шляхом введення одноразового кристала матері в розплавлений кремній при відповідній температурі. Коли нові кристали дочки починають рости навколо кришталевого матері, кремнієвий злиття повільно утворюється з розплавленого кремнію. Процес повільний і може зайняти тиждень. Готова кремнієва злитка важить близько 100 кілограмів і може скласти понад 3000 вафель.
Вафри розрізають тонкі шматочки, використовуючи дуже тонкий діамантовий дріт. Точність інструментів для різання кремнію дуже висока, і операторів повинні постійно контролювати, або вони почнуть використовувати інструменти для дурних речей для волосся. Коротке вступ до виробництва кремнієвих вафель занадто спрощено і не повністю заслуговує на внески геніїв; Але сподівається забезпечити передумови для більш глибокого розуміння бізнесу з вафельними кремнію.
Відносини попиту та пропозиції кремнієвих вафель
На ринку вафельних вафель переважають чотири компанії. Тривалий час ринок був у делікатному балансі між пропозицією та пропозицією.
Зниження продажів напівпровідників у 2023 році призвело до того, що ринок перебував у стані надмірної пропозиції, внаслідок чого внутрішні та зовнішні запаси виробників мікросхем були високими. Однак це лише тимчасова ситуація. Коли ринок відновлюється, галузь незабаром повернеться до краю потенціалу і повинна задовольнити додатковий попит, спричинений революцією AI. Перехід від традиційної архітектури на основі процесора до прискорених обчислень матиме вплив на всю галузь, оскільки це може вплинути на низькоцінні сегменти напівпровідникової галузі.
Архітектури графічної обробки (GPU) вимагає більшої області кремнію
Зі збільшенням попиту на продуктивність виробники GPU повинні подолати деякі обмеження проектування для досягнення більш високої продуктивності від GPU. Очевидно, що збільшення чіпа - це один із способів досягти більш високої продуктивності, оскільки електрони не люблять подорожувати на великі відстані між різними мікросхемами, що обмежує продуктивність. Однак існує практичне обмеження для збільшення мікросхеми, відомого як "межа сітківки".
Обмеження літографії відноситься до максимального розміру мікросхеми, який може бути викритий на одному етапі літографічної машини, що використовується у виробництві напівпровідників. Це обмеження визначається максимальним розміром магнітного поля літографічного обладнання, особливо кроковим або сканатором, що використовується в процесі літографії. Для останніх технологій обмеження маски зазвичай становить близько 858 квадратних міліметрів. Таке обмеження розміру дуже важливе, оскільки воно визначає максимальну площу, яку можна зняти на вафлі в одній експозиції. Якщо пластина більша за цю межу, для повного зразка вафлі знадобиться багаторазові експозиції, що є недоцільним для масового виробництва через складність та проблеми з вирівнюванням. Новий GB200 подолає це обмеження, поєднуючи два субстрати мікросхем з обмеженнями розміру частинок у кремнію, утворюючи субстрат, обмежений суперчастинками, що вдвічі більша. Інші обмеження продуктивності - це кількість пам'яті та відстань до цієї пам'яті (тобто пропускна здатність пам'яті). Нові архітектури GPU подолають цю проблему, використовуючи складену пам'ять високої пропускної здатності (HBM), яка встановлюється на тому ж силіконовому інтерпозері з двома мікросхемами GPU. З точки зору кремнію, проблема з HBM полягає в тому, що кожен біт кремнієвого області вдвічі перевищує традиційну драму завдяки високому паралельному інтерфейсу, необхідному для високої пропускної здатності. HBM також інтегрує логічну контрольну мікросхему в кожен стек, збільшуючи область кремнію. Грутний розрахунок показує, що область кремнію, що використовується в архітектурі 2,5D GPU, становить 2,5 - 3 рази, ніж традиційна архітектура 2.0D. Як було сказано раніше, якщо не підготувались ливарні компанії до цієї зміни, потужність вафельної пластини може знову стати дуже тісною.
Майбутня потужність ринку вафельних кремнію
Перший із трьох законів виробництва напівпровідників - це те, що найбільше грошей потрібно вкласти, коли є найменша сума грошей. Це пов’язано з циклічною природою галузі, і напівпровідниковим компаніям важко дотримуватися цього правила. Як показано на малюнку, більшість виробників вафельних вафель визнали вплив цієї зміни та майже втричі збільшили свої загальні щоквартальні капітальні витрати за останні кілька кварталів. Незважаючи на складні ринкові умови, це все -таки так. Що ще цікавіше, це те, що ця тенденція триває вже давно. Компанії з вафельними кремнію пощастило або знають щось, чого не роблять інші. Напівпровідниковий ланцюг поставок - це машина часу, яка може передбачити майбутнє. Ваше майбутнє може бути чужим минулим. Хоча ми не завжди отримуємо відповіді, ми майже завжди отримуємо варті запитання.
Час посади: 17-2024 червня