Az ellátási lánc mélyén belüli mágusok a homokot tökéletes gyémántszerkezetű szilícium kristálykorongokká alakítják, amelyek nélkülözhetetlenek az egész félvezető ellátási lánchoz. Ezek a félvezető ellátási lánc részét képezik, amely közel ezerszer növeli a "szilícium homok" értékét. A tengerparton látott halvány fény a szilícium. A szilícium egy komplex kristály, törékenységgel és szilárdszerű fémmel (fémes és nem fém tulajdonságok). A szilícium mindenütt megtalálható.
A szilícium a második leggyakoribb anyag a Földön, az oxigén után, és az univerzum hetedik leggyakoribb anyaga. A szilícium félvezető, azaz elektromos tulajdonságokkal rendelkezik a vezetők (például a réz) és a szigetelők (például üveg) között. A szilíciumszerkezetben egy kis mennyiségű idegen atom alapvetően megváltoztathatja viselkedését, tehát a félvezető-minőségű szilícium tisztaságának meglepően magasnak kell lennie. Az elektronikus minőségű szilícium elfogadható minimális tisztasága 99,99999%.
Ez azt jelenti, hogy tíz milliárd atom esetében csak egy nem szilikonatom megengedett. A jó ivóvíz 40 millió nem vízmolekulát tesz lehetővé, amely 50 milliószor kevésbé tiszta, mint a félvezető minőségű szilícium.
Az üres szilícium ostyakészítőknek a nagy tisztaságú szilíciumot tökéletes egykristályos szerkezetekké kell konvertálniuk. Ezt úgy végezzük, hogy az egyedülálló anya kristályt a megfelelő hőmérsékleten az olvadt szilíciumba vezetjük be. Ahogy az új lányos kristályok az anya kristály körül növekedni kezdenek, a szilícium -rúd lassan képződik az olvadt szilíciumból. A folyamat lassú, és egy hétig tarthat. A kész szilícium -öntvény súlya körülbelül 100 kilogramm, és több mint 3000 ostyát készíthet.
Az ostyákat nagyon finom gyémánthuzal segítségével vékony szeletekre vágják. A szilíciumvágó szerszámok pontossága nagyon magas, és az operátorokat folyamatosan ellenőrizni kell, vagy elkezdenek használni az eszközöket, hogy ostoba dolgokat tegyenek a hajukhoz. A szilícium ostyák előállításának rövid bevezetése túlságosan egyszerűsített, és nem tekinti teljes mértékben a zsenik hozzájárulását; De remélhetőleg hátteret nyújt a szilícium ostya üzletének mélyebb megértéséhez.
A szilícium ostyák kínálatának és keresletének kapcsolata
A szilícium ostya piacát négy vállalat uralja. A piac hosszú ideje finoman egyensúlyban van a kínálat és a kereslet között.
A félvezető értékesítés 2023 -ban történő csökkenése miatt a piac túlkínálatba kerül, és a chip gyártóinak belső és külső készleteinek magas szintje volt. Ez azonban csak egy ideiglenes helyzet. A piac felépülésével az ipar hamarosan visszatér a kapacitás szélére, és meg kell felelnie az AI forradalom által előidézett kiegészítő igényeknek. A hagyományos CPU-alapú architektúráról a gyorsított számítástechnikára való áttérés hatással lesz az egész iparágra, mivel ez azonban hatással lehet a félvezető ipar alacsony értékű szegmenseire.
A grafikus feldolgozó egység (GPU) architektúrák több szilícium területet igényelnek
A teljesítmény iránti kereslet növekedésével a GPU -gyártóknak meg kell küzdeniük a tervezési korlátozásokat, hogy a GPU -k magasabb teljesítményét érjék el. Nyilvánvaló, hogy a chip nagyobbsága az egyik módja a nagyobb teljesítmény elérésének, mivel az elektronok nem szeretnek nagy távolságokat a különböző chipek között, ami korlátozza a teljesítményt. Ugyanakkor gyakorlati korlátozás van annak, hogy a chip nagyobb legyen, az úgynevezett "retina limit".
A litográfiai határ a chip maximális méretére utal, amelyet egyetlen lépésben lehet kitéve a félvezető gyártásában használt litográfiai gépben. Ezt a korlátozást a litográfiai berendezések maximális mágneses mező mérete határozza meg, különösen a litográfiai folyamatban használt lépcsős vagy szkenner. A legújabb technológiához a maszk korlátja általában körülbelül 858 négyzetméter. Ez a méretkorlátozás nagyon fontos, mert meghatározza azt a maximális területet, amely egyetlen expozícióval lehet mintázni az ostya. Ha az ostya nagyobb, mint ez a határ, akkor több expozícióra lesz szükség az ostya teljes mintájához, ami a tömegtermeléshez nem praktikus a komplexitás és az igazítási kihívások miatt. Az új GB200 ezt a korlátozást azáltal, hogy két chip-szubsztrátot és a részecskeméret-korlátozásokat egy szilícium-átjátszókká kombinálja, és egy szuper részecske-korlátozott szubsztrátot képez, amely kétszer olyan nagy. Egyéb teljesítménykorlátozások a memória mennyisége és a memória távolsága (azaz a memória sávszélessége). Az új GPU-architektúrák ezt a problémát a halmozott, nagy sávszélességű memóriával (HBM) használják, amelyet ugyanazon a szilícium-interposerre telepítenek két GPU chipekkel. Szilícium szempontjából a HBM problémája az, hogy a szilícium-területek minden egyes bitje kétszerese a hagyományos DRAM-nak, mivel a nagy párhuzamos interfész a nagy sávszélességhez szükséges. A HBM a logikai vezérlő chipet is integrálja az egyes veremekbe, növelve a szilícium területét. A durva számítás azt mutatja, hogy a 2,5D GPU architektúrában használt szilícium terület 2,5-3 -szoros a hagyományos 2.0D architektúra. Mint korábban említettük, hacsak az öntödei társaságok nem készülnek fel erre a változásra, a szilícium ostya kapacitása ismét nagyon szoros lehet.
A szilícium ostyapiac jövőbeli kapacitása
A félvezető gyártás három törvénye közül az első az, hogy a legtöbb pénzt be kell fektetni, ha a legkevesebb pénzmennyiség áll rendelkezésre. Ennek oka az ipar ciklikus jellege, és a félvezető társaságok nehezen követik ezt a szabályt. Amint az ábrán látható, a legtöbb szilícium ostya gyártója felismerte ennek a változásnak a hatását, és majdnem megháromszorozta a teljes negyedéves tőkeköltségüket az elmúlt néhány negyedévben. A nehéz piaci feltételek ellenére még mindig ez a helyzet. Még ennél is érdekesebb, hogy ez a tendencia már régóta zajlik. A szilícium ostya társaságok szerencsések vagy tudnak valamit, amit mások nem. A félvezető ellátási lánc olyan időgép, amely megjósolja a jövőt. Lehet, hogy a jövőd valaki más múltja lehet. Noha nem mindig kapunk választ, szinte mindig érdemes kérdéseket kapunk.
A postai idő: június-17-2024