Камсыздоо чынжырынын тереңинде, кээ бир сыйкырчылар кумду кемчиликсиз алмаз структурасындагы кремний кристалл дисктерине айландырышат, алар жарым өткөргүчтөрдүн камсыздоо чынжыры үчүн абдан маанилүү. Алар "кремний кумунун" баасын дээрлик миң эсеге жогорулаткан жарым өткөргүчтөрдүн камсыздоо чынжырынын бир бөлүгү. Пляжда көргөн алсыз жаркыроо - кремний. Кремний - морттукка жана катуу металлга окшош (металлдык жана металл эмес касиеттерге ээ) татаал кристалл. Кремний бардык жерде бар.
Кремний - Жердеги кычкылтектен кийинки экинчи эң кеңири таралган материал жана ааламдагы жетинчи эң кеңири таралган материал. Кремний - жарым өткөргүч, башкача айтканда, ал өткөргүчтөрдүн (мисалы, жез) жана изоляторлордун (мисалы, айнек) ортосунда электрдик касиеттерге ээ. Кремнийдин түзүлүшүндөгү аз сандагы бөтөн атомдор анын жүрүм-турумун түп-тамырынан бери өзгөртө алат, андыктан жарым өткөргүч класстагы кремнийдин тазалыгы таң калыштуу түрдө жогору болушу керек. Электрондук класстагы кремний үчүн кабыл алынган минималдуу тазалык 99,999999% түзөт.
Бул ар бир он миллиард атомго бир гана кремний эмес атом туура келет дегенди билдирет. Жакшы ичүүчү суу 40 миллион суу эмес молекуланы өткөрө алат, бул жарым өткөргүч класстагы кремнийге караганда 50 миллион эсе таза эмес.
Бош кремний пластинасын өндүрүүчүлөр жогорку тазалыктагы кремнийди идеалдуу монокристаллдык түзүлүштөргө айландырышы керек. Бул эритилген кремнийге тиешелүү температурада бир энелик кристаллды киргизүү аркылуу жасалат. Энелик кристаллдын айланасында жаңы туунду кристаллдар өсө баштаганда, эритилген кремнийден кремний куймасы жай пайда болот. Бул процесс жай жүрөт жана бир жумага созулушу мүмкүн. Даяр болгон кремний куймасынын салмагы болжол менен 100 килограммды түзөт жана 3000ден ашык пластина жасай алат.
Вафлилер абдан ичке алмаз зым менен жука кесимдерге кесилет. Кремний кесүүчү шаймандардын тактыгы абдан жогору жана операторлорду дайыма көзөмөлдөп туруу керек, болбосо алар чачтарына акылсыз нерселерди жасоо үчүн шаймандарды колдоно башташат. Кремний вафлилерин өндүрүүгө кыскача киришүү өтө жөнөкөйлөштүрүлгөн жана генийлердин салымын толук чагылдырбайт; бирок ал кремний вафли бизнесин тереңирээк түшүнүү үчүн негиз берет деп үмүттөнөбүз.
Кремний пластиналарынын суроо-талап жана сунуш байланышы
Кремний пластиналары рыногунда төрт компания үстөмдүк кылат. Көп убакыттан бери рынок сунуш менен суроо-талаптын ортосундагы назик баланста болуп келген.
2023-жылы жарым өткөргүчтөрдү сатуу көлөмүнүн төмөндөшү рыноктун ашыкча сунуш абалына алып келди, бул чип өндүрүүчүлөрдүн ички жана тышкы запастарынын жогору болушуна алып келди. Бирок, бул убактылуу гана жагдай. Рынок калыбына келген сайын, тармак жакында кубаттуулуктун чегине кайтып келет жана жасалма интеллект революциясы алып келген кошумча суроо-талапты канааттандырышы керек. Салттуу CPU негизиндеги архитектурадан тездетилген эсептөөгө өтүү бүтүндөй тармакка таасирин тийгизет, анткени Бирок, бул жарым өткөргүчтөр тармагынын арзан сегменттерине таасирин тийгизиши мүмкүн.
Графикалык иштетүүчү блоктун (GPU) архитектуралары көбүрөөк кремний аянтын талап кылат
Иштөө жөндөмдүүлүгүнө болгон суроо-талап жогорулаган сайын, GPU өндүрүүчүлөрү GPUлардан жогорку иштөөгө жетүү үчүн кээ бир дизайн чектөөлөрүн жеңиши керек. Албетте, чипти чоңойтуу жогорку иштөөгө жетүүнүн бир жолу, анткени электрондор ар кандай чиптердин ортосунда узак аралыкка саякаттоону жактырышпайт, бул иштөөнү чектейт. Бирок, чипти чоңойтуунун практикалык чектөөсү бар, ал "торчо кабыктын чеги" деп аталат.
Литография чеги жарым өткөргүчтөрдү өндүрүүдө колдонулган литография машинасында бир кадам менен ачыкка чыгарыла турган чиптин максималдуу өлчөмүн билдирет. Бул чектөө литография жабдууларынын, айрыкча литография процессинде колдонулган степлердин же сканерлердин максималдуу магнит талаасынын өлчөмү менен аныкталат. Эң акыркы технология үчүн маска чеги адатта 858 чарчы миллиметрдин тегерегинде. Бул өлчөмдү чектөө абдан маанилүү, анткени ал бир экспозицияда пластинага үлгү түшүрүүгө боло турган максималдуу аянтты аныктайт. Эгерде пластина бул чектен чоң болсо, пластинаны толук үлгү түшүрүү үчүн бир нече экспозиция талап кылынат, бул татаалдыгы жана тегиздөө кыйынчылыктарынан улам массалык өндүрүш үчүн практикалык эмес. Жаңы GB200 бул чектөөнү бөлүкчөлөрдүн өлчөмү чектелүү эки чип субстратын кремний катмарына бириктирип, эки эсе чоң супер бөлүкчөлөр менен чектелген субстратты түзүү менен жеңет. Башка аткаруу чектөөлөрү - эс тутумдун көлөмү жана ал эс тутумга чейинки аралык (б.а. эс тутумдун өткөрүү жөндөмдүүлүгү). Жаңы GPU архитектуралары бул көйгөйдү эки GPU чипи менен бир эле кремний интерпозерине орнотулган үйүлгөн жогорку өткөрүү жөндөмдүүлүгүндөгү эс тутумду (HBM) колдонуу менен жеңет. Кремнийдин көз карашынан алганда, HBMдин көйгөйү, жогорку өткөрүү жөндөмдүүлүгү үчүн талап кылынган жогорку параллелдүү интерфейстен улам, кремний аянтынын ар бир бити салттуу DRAM аянтынан эки эсе көп. HBM ошондой эле ар бир стекке логикалык башкаруу чипин интеграциялап, кремний аянтын көбөйтөт. Болжолдуу эсептөө көрсөткөндөй, 2.5D GPU архитектурасында колдонулган кремний аянты салттуу 2.0D архитектурасына караганда 2,5тен 3 эсеге чейин чоң. Жогоруда айтылгандай, эгерде куюучу компаниялар бул өзгөрүүгө даяр болбосо, кремний пластинасынын сыйымдуулугу кайрадан өтө тарып кетиши мүмкүн.
Кремний пластинасы рыногунун келечектеги кубаттуулугу
Жарым өткөргүчтөрдү өндүрүүнүн үч мыйзамынын биринчиси - эң аз акча болгондо эң көп акча салуу керек. Бул тармактын циклдик мүнөзүнө байланыштуу жана жарым өткөргүч компаниялар бул эрежени аткарууда кыйынчылыктарга туш болушат. Сүрөттө көрсөтүлгөндөй, кремний пластиналарын өндүрүүчүлөрдүн көпчүлүгү бул өзгөрүүнүн таасирин түшүнүп, акыркы бир нече кварталда жалпы кварталдык капиталдык чыгымдарын дээрлик үч эсе көбөйтүштү. Рыноктун татаал шарттарына карабастан, бул дагы эле ошондой. Андан да кызыктуусу, бул тенденция көптөн бери уланып келе жатат. Кремний пластиналарын чыгаруучу компаниялар бактылуу же башкалар билбеген нерсени билишет. Жарым өткөргүчтөрдү жеткирүү чынжыры - бул келечекти алдын ала айта алган убакыт машинасы. Сиздин келечегиңиз башка бирөөнүн өткөнү болушу мүмкүн. Биз ар дайым жооп ала бербесек да, дээрлик ар дайым пайдалуу суроолорду алабыз.
Жарыяланган убактысы: 2024-жылдын 17-июну