Warta Industri: GPU ningkatkeun paménta pikeun wafer silikon

Silikon nyaéta bahan kadua anu paling umum di Bumi, saatos oksigén, sareng bahan katujuh anu paling umum di jagat raya. Silikon nyaéta semikonduktor, anu hartosna ngagaduhan sipat listrik antara konduktor (sapertos tambaga) sareng insulator (sapertos kaca). Sajumlah alit atom asing dina struktur silikon tiasa ngarobih paripolahna sacara fundamental, janten kamurnian silikon kelas semikonduktor kedah luhur pisan. Kamurnian minimum anu tiasa ditampi pikeun silikon kelas éléktronik nyaéta 99,999999%.

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

Pabrik wafer silikon kosong kedah ngarobih silikon murni kana struktur kristal tunggal anu sampurna. Ieu dilakukeun ku cara ngenalkeun kristal indung tunggal kana silikon cair dina suhu anu pas. Nalika kristal anak anyar mimiti tumuwuh di sakitar kristal indung, ingot silikon laun-laun kabentuk tina silikon cair. Prosésna laun sareng tiasa nyandak saminggu. Ingot silikon anu parantos réngsé beuratna sakitar 100 kilogram sareng tiasa ngadamel langkung ti 3.000 wafer.

Wafer-wafer éta dipotong ipis-ipis maké kawat inten anu lemes pisan. Katepatan pakakas motong silikon téh luhur pisan, sarta operatorna kudu terus diawaskeun, atawa maranéhna bakal mimiti ngagunakeun pakakas éta pikeun ngalakukeun hal-hal anu anéh kana buukna. Bubuka singget ngeunaan produksi wafer silikon téh basajan teuing sarta teu pinuh ngahargaan kontribusi para jenius; tapi dipiharep bisa méré latar pikeun pamahaman anu leuwih jero ngeunaan bisnis wafer silikon.

Hubungan suplai sareng paménta wafer silikon

Pasar wafer silikon didominasi ku opat perusahaan. Salila ieu, pasar parantos aya dina kasaimbangan anu hipu antara suplai sareng paménta.
Panurunan penjualan semikonduktor dina taun 2023 parantos nyababkeun pasar aya dina kaayaan kaleuwihan suplai, nyababkeun inventaris internal sareng éksternal produsén chip luhur. Nanging, ieu ngan ukur kaayaan samentawis. Nalika pasar pulih, industri ieu bakal geura-giru balik deui ka wates kapasitas sareng kedah minuhan paménta tambahan anu disababkeun ku révolusi AI. Transisi tina arsitéktur berbasis CPU tradisional ka komputasi anu dipercepat bakal gaduh dampak ka sakumna industri, sabab Nanging, ieu tiasa gaduh dampak ka segmen industri semikonduktor anu nilaina handap.

Arsitektur Graphics Processing Unit (GPU) meryogikeun langkung seueur daérah silikon

Sabot paménta pikeun kinerja ningkat, produsén GPU kedah ngungkulan sababaraha watesan desain pikeun ngahontal kinerja anu langkung luhur tina GPU. Tangtosna, ngajantenkeun chip langkung ageung mangrupikeun salah sahiji cara pikeun ngahontal kinerja anu langkung luhur, sabab éléktron henteu resep ngarambat jarak jauh antara chip anu béda, anu ngawatesan kinerja. Nanging, aya watesan praktis pikeun ngajantenkeun chip langkung ageung, anu katelah "wates rétina".

Wates litografi nujul kana ukuran maksimum chip anu tiasa diekspos dina hiji léngkah dina mesin litografi anu dianggo dina manufaktur semikonduktor. Watesan ieu ditangtukeun ku ukuran médan magnét maksimum alat litografi, khususna stepper atanapi scanner anu dianggo dina prosés litografi. Pikeun téknologi panganyarna, wates topéng biasana sakitar 858 milimeter pasagi. Watesan ukuran ieu penting pisan sabab nangtukeun daérah maksimum anu tiasa dipola dina wafer dina hiji paparan. Upami wafer langkung ageung tibatan wates ieu, sababaraha paparan bakal diperyogikeun pikeun ngapola wafer sacara lengkep, anu henteu praktis pikeun produksi massal kusabab tantangan kompleksitas sareng alignment. GB200 anu énggal bakal ngungkulan watesan ieu ku cara ngagabungkeun dua substrat chip kalayan watesan ukuran partikel kana lapisan silikon, ngabentuk substrat super-partikel anu diwatesan anu dua kali langkung ageung. Watesan kinerja anu sanés nyaéta jumlah mémori sareng jarak ka mémori éta (nyaéta bandwidth mémori). Arsitéktur GPU énggal ngungkulan masalah ieu ku cara nganggo mémori bandwidth tinggi (HBM) anu ditumpuk anu dipasang dina interposer silikon anu sami sareng dua chip GPU. Tina sudut pandang silikon, masalah HBM nyaéta unggal bit daérah silikon dua kali lipat tina DRAM tradisional kusabab antarmuka paralel anu luhur anu diperyogikeun pikeun bandwidth 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 lipat tina arsitéktur 2.0D tradisional. Sakumaha anu parantos disebatkeun sateuacanna, kecuali perusahaan pengecoran siap pikeun parobihan ieu, kapasitas wafer silikon tiasa janten sempit deui.

Kapasitas pasar wafer silikon ka hareup

Hukum anu kahiji tina tilu hukum manufaktur semikonduktor nyaéta yén paling seueur artos anu kedah diinvestasikeun nalika jumlah artos anu paling saeutik sayogi. Ieu kusabab sifat siklik industri, sareng perusahaan semikonduktor sesah nuturkeun aturan ieu. Sakumaha anu dipidangkeun dina gambar, kaseueuran pabrik wafer silikon parantos sadar kana dampak parobahan ieu sareng ampir tilu kali lipat total pangeluaran modal triwulanan dina sababaraha triwulan ka pengker. Sanaos kaayaan pasar anu sesah, ieu masih kénéh kajantenan. Anu langkung pikaresepeun nyaéta tren ieu parantos lami lumangsung. Perusahaan wafer silikon untung atanapi terang hal anu teu dipikanyaho ku batur. Ranté suplai semikonduktor mangrupikeun mesin waktos anu tiasa ngaduga masa depan. Masa depan anjeun tiasa janten masa lalu batur. Sanaos urang henteu teras-terasan kéngingkeun jawaban, urang ampir teras-terasan kéngingkeun patarosan anu berharga.