Warta Industri: GPU ngadorong paménta pikeun wafer silikon

Silikon nyaéta bahan anu paling umum kadua di Bumi, saatos oksigén, sareng bahan katujuh anu paling umum di jagat raya.Silikon nyaéta semikonduktor, hartina mibanda sipat listrik antara konduktor (saperti tambaga) jeung insulator (saperti kaca).Sajumlah leutik atom asing dina struktur silikon fundamentally bisa ngarobah kabiasaan na, jadi purity silikon semikonduktor-grade kudu astonishingly tinggi.Kamurnian minimum anu ditampi pikeun silikon kelas éléktronik nyaéta 99.999999%.

Ieu ngandung harti yén ngan hiji atom non-silikon diwenangkeun pikeun unggal sapuluh miliar atom.Cai nginum anu saé ngamungkinkeun 40 juta molekul non-cai, nyaéta 50 juta kali langkung murni tibatan silikon kelas semikonduktor.

Pabrikan wafer silikon kosong kedah ngarobih silikon kemurnian tinggi kana struktur kristal tunggal anu sampurna.Hal ieu dilakukeun ku ngawanohkeun kristal indung tunggal kana silikon molten dina suhu luyu.Nalika kristal putri anyar mimiti tumuwuh di sabudeureun kristal indung, ingot silikon lalaunan ngabentuk tina silikon molten.Prosésna lambat sareng tiasa nyandak saminggu.Ingot silikon réngsé beuratna sakitar 100 kilogram sareng tiasa ngadamel langkung ti 3,000 wafer.

Wafer dipotong kana irisan ipis nganggo kawat inten anu saé pisan.Katepatan tina alat motong silikon kacida luhurna, sarta operator kudu terus diawaskeun, atawa maranéhna bakal mimiti ngagunakeun parabot pikeun ngalakukeun hal konyol kana bulu maranéhanana.Bubuka ringkes kana produksi wafers silikon teuing disederhanakeun jeung teu pinuh kiridit kontribusi geniuses ';tapi dipiharep tiasa masihan latar tukang pikeun pamahaman anu langkung jero ngeunaan bisnis wafer silikon.

Hubungan suplai sareng paménta wafer silikon

Pasar wafer silikon didominasi ku opat perusahaan.Pikeun lila, pasar geus dina kasaimbangan hipu antara suplai jeung paménta.
Turunna penjualan semikonduktor di 2023 nyababkeun pasar dina kaayaan oversupply, nyababkeun inventaris internal sareng éksternal produsén chip janten luhur.Sanajan kitu, ieu ngan kaayaan samentara.Nalika pasar pulih, industri bakal enggal uih deui ka ujung kapasitas sareng kedah nyumponan paménta tambahan anu dibawa ku révolusi AI.Transisi ti arsitéktur basis CPU tradisional kana komputasi gancangan bakal boga dampak dina sakabéh industri, sakumaha Tapi, ieu bisa boga dampak dina bagéan low-nilai industri semikonduktor.

Arsitéktur Graphics Processing Unit (GPU) merlukeun leuwih wewengkon silikon

Nalika paménta pikeun pagelaran ningkat, pabrik GPU kedah ngatasi sababaraha watesan desain pikeun ngahontal prestasi anu langkung luhur ti GPU.Jelas, nyieun chip leuwih badag nyaéta salah sahiji cara pikeun ngahontal kinerja luhur, sakumaha éléktron teu resep ngarambat jarak jauh antara chip béda, nu ngawatesan kinerja.Nanging, aya watesan praktis pikeun ngajantenkeun chip langkung ageung, anu katelah "batas rétina".

Wates lithography nujul kana ukuran maksimum chip nu bisa kakeunaan dina hambalan tunggal dina mesin lithography dipaké dina manufaktur semikonduktor.Watesan ieu ditangtukeun ku ukuran médan magnét maksimum pakakas lithography, utamana stepper atawa scanner dipaké dina prosés lithography.Pikeun téknologi panganyarna, wates topeng biasana sakitar 858 milimeter pasagi.Watesan ukuran ieu pohara penting sabab nangtukeun wewengkon maksimum nu bisa patterned on wafer dina paparan tunggal.Lamun wafer leuwih badag batan wates ieu, sababaraha paparan bakal diperlukeun pikeun pinuh pola wafer, nu teu praktis pikeun produksi masal alatan pajeulitna jeung tantangan alignment.GB200 anyar bakal nungkulan watesan ieu ku ngagabungkeun dua substrat chip kalawan watesan ukuran partikel kana interlayer silikon, ngabentuk substrat super-partikel-kawas nu dua kali leuwih badag.Watesan kinerja séjén nyaéta jumlah mémori sareng jarak ka mémori éta (nyaéta bandwidth mémori).Arsitéktur GPU anyar nungkulan masalah ieu ku ngagunakeun memori rubakpita tinggi tumpuk (HBM) nu dipasang dina interposer silikon sarua jeung dua chip GPU.Tina sudut pandang silikon, masalah sareng HBM nyaéta unggal bit daérah silikon dua kali tina DRAM tradisional kusabab antarbeungeut paralel anu luhur anu diperyogikeun pikeun rubakpita anu luhur.HBM ogé ngahijikeun chip kontrol logika kana unggal tumpukan, ningkatkeun daérah silikon.Itungan kasar nunjukkeun yén daérah silikon anu dianggo dina arsitéktur GPU 2.5D nyaéta 2.5 dugi ka 3 kali tina arsitéktur 2.0D tradisional.Salaku disebutkeun tadi, iwal pausahaan foundry disiapkeun pikeun parobahan ieu, kapasitas wafer silikon bisa jadi pisan ketat deui.

Kapasitas kahareup pasar wafer silikon

Kahiji tina tilu hukum manufaktur semikonduktor nyaéta yén paling duit perlu invested nalika jumlah pangsaeutikna duit sadia.Ieu disababkeun ku sipat siklus industri, sareng perusahaan semikonduktor sesah nuturkeun aturan ieu.Sapertos anu dipidangkeun dina gambar, kalolobaan pabrik wafer silikon parantos ngakuan dampak parobihan ieu sareng ampir tilu kali jumlah pengeluaran modal kuartal dina sababaraha kuartal katukang.Sanajan kaayaan pasar hésé, ieu masih kasus.Anu langkung pikaresepeun nyaéta tren ieu parantos lami.Perusahaan wafer silikon untung atanapi terang hal anu henteu dipikanyaho ku batur.Ranté suplai semikonduktor mangrupikeun mesin waktos anu tiasa ngaduga masa depan.Masa depan anjeun tiasa janten masa lalu batur.Bari urang teu salawasna meunang jawaban, urang ampir sok meunang patarosan worthwhile.