Die diep in die verskaffingsketting verander sommige towenaars sand in perfekte diamant-gestruktureerde silikonkristalskyfies, wat noodsaaklik is vir die hele halfgeleiervoorsieningsketting. Dit is deel van die halfgeleiervoorsieningsketting wat die waarde van "silikonsand" byna duisend keer verhoog. Die flou gloed wat u op die strand sien, is silikon. Silikon is 'n komplekse kristal met brosheid en soliede metaal (metaal- en nie-metaalagtige eienskappe). Silikon is oral.
Silikon is die tweede algemeenste materiaal op aarde, na suurstof, en die sewende mees algemene materiaal in die heelal. Silikon is 'n halfgeleier, wat beteken dat dit elektriese eienskappe het tussen geleiers (soos koper) en isolators (soos glas). 'N Klein hoeveelheid vreemde atome in die silikonstruktuur kan die gedrag van fundamenteel verander, dus moet die suiwerheid van halfgeleier-graad silikon verbasend hoog wees. Die aanvaarbare minimum suiwerheid vir elektroniese graad silikon is 99.999999%.
Dit beteken dat slegs een nie-Silikonatoom vir elke tien miljard atome toegelaat word. Goeie drinkwater maak voorsiening vir 40 miljoen nie-watermolekules, wat 50 miljoen keer minder suiwer is as halfgeleier-graad silikon.
Blanke vervaardigers van silikonplaatjies moet silikon met 'n hoë suiwerheid in perfekte enkelkristalstrukture omskakel. Dit word gedoen deur 'n enkelmoeder kristal in gesmelte silikon by die toepaslike temperatuur in te voer. Terwyl nuwe dogterkristalle rondom die moeder kristal begin groei, vorm die silikon -ingot stadig uit die gesmelte silikon. Die proses is stadig en kan 'n week duur. Die voltooide silikon Ingot weeg ongeveer 100 kilogram en kan meer as 3000 wafers maak.
Die wafers word in dun skywe gesny met behulp van baie fyn diamantdraad. Die akkuraatheid van die silikon snygereedskap is baie hoog, en operateurs moet voortdurend gemonitor word, of hulle sal die gereedskap begin gebruik om dom dinge aan hul hare te doen. Die kort inleiding tot die produksie van Silicon Wafers is te vereenvoudig en gee nie die bydraes van die genie ten volle krediet nie; Maar daar word gehoop om 'n agtergrond te bied vir 'n dieper begrip van die silikonwafelonderneming.
Die aanbod- en aanbodverhouding van silikonwafels
Die Silicon Wafer -mark word deur vier ondernemings oorheers. Die mark is al lank in 'n delikate balans tussen vraag en aanbod.
Die afname in halfgeleierverkope in 2023 het daartoe gelei dat die mark in 'n ooraanbod was, wat veroorsaak dat die interne en eksterne voorrade van die chipvervaardigers groot is. Dit is egter slegs 'n tydelike situasie. Soos die mark herstel, sal die bedryf binnekort weer in die rand van kapasiteit terugkeer en moet hulle voldoen aan die bykomende vraag wat deur die AI -rewolusie teweeggebring word. Die oorgang van tradisionele CPU-gebaseerde argitektuur na versnelde rekenaars sal 'n invloed op die hele bedryf hê, aangesien dit egter 'n invloed kan hê op die lae-waarde-segmente van die halfgeleierbedryf.
Grafiese verwerkingseenheid (GPU) argitekture benodig meer silikonarea
Namate die vraag na prestasie toeneem, moet GPU -vervaardigers sommige ontwerpbeperkings oorkom om hoër werkverrigting van GPU's te bereik. Dit is duidelik dat die maak van die chip groter een manier is om hoër werkverrigting te behaal, aangesien elektrone nie daarvan hou om lang afstande tussen verskillende skyfies te reis nie, wat die werkverrigting beperk. Daar is egter 'n praktiese beperking tot die maak van die chip groter, bekend as die "retina -limiet".
Die litografie -limiet verwys na die maksimum grootte van 'n chip wat in 'n enkele stap blootgestel kan word in 'n litografiemasjien wat in halfgeleiervervaardiging gebruik kan word. Hierdie beperking word bepaal deur die maksimum magnetiese veldgrootte van die litografie -toerusting, veral die stepper of skandeerder wat in die litografieproses gebruik word. Vir die nuutste tegnologie is die maskergrens gewoonlik ongeveer 858 vierkante millimeter. Hierdie groottebeperking is baie belangrik omdat dit die maksimum oppervlakte bepaal wat op die plaat gevorm kan word in 'n enkele blootstelling. As die wafel groter is as hierdie limiet, sal meervoudige blootstellings nodig wees om die wafel ten volle te patroon, wat onprakties is vir massaproduksie as gevolg van kompleksiteit en belyningsuitdagings. Die nuwe GB200 sal hierdie beperking oorkom deur twee chip-substrate met deeltjiegrootte-beperkings in 'n silikon-tussenlaag te kombineer, wat 'n super-deeltjiebeperkte substraat vorm wat twee keer so groot is. Ander prestasiebeperkings is die hoeveelheid geheue en die afstand na daardie geheue (dws geheue bandwydte). Nuwe GPU-argitekture oorkom hierdie probleem deur gebruik te maak van gestapelde hoëbandwydte-geheue (HBM) wat op dieselfde silikon-interposer met twee GPU-skyfies geïnstalleer is. Vanuit 'n silikonperspektief is die probleem met HBM dat elke bietjie silikonarea twee keer die tradisionele DRAM is as gevolg van die hoë-parallelle koppelvlak wat nodig is vir hoë bandwydte. HBM integreer ook 'n logiese beheerskyfie in elke stapel, wat die silikonarea verhoog. 'N Ruwe berekening toon dat die silikonarea wat in 2,5D GPU -argitektuur gebruik word, 2,5 tot 3 keer die van die tradisionele 2.0D -argitektuur is. Soos vroeër genoem, tensy gieterijondernemings voorbereid is op hierdie verandering, kan die kapasiteit van die silikonwafel weer baie styf word.
Toekomstige kapasiteit van die silikonplaatmark
Die eerste van die drie wette van halfgeleiervervaardiging is dat die meeste geld belê moet word wanneer die minste geld beskikbaar is. Dit is te danke aan die sikliese aard van die bedryf, en halfgeleierondernemings sukkel om hierdie reël te volg. Soos in die figuur aangetoon, het die meeste vervaardigers van silikonplaatjies die impak van hierdie verandering erken en het hulle die totale kwartaallikse kapitaaluitgawes byna verdriedubbel in die afgelope paar kwartale. Ondanks die moeilike marktoestande, is dit steeds die geval. Wat nog interessanter is, is dat hierdie neiging al lank aan die gang is. Silicon Wafer -ondernemings is gelukkig of weet iets wat ander nie het nie. Die halfgeleiervoorsieningsketting is 'n tydmasjien wat die toekoms kan voorspel. U toekoms is miskien iemand anders se verlede. Alhoewel ons nie altyd antwoorde kry nie, kry ons byna altyd die moeite werd vrae.
Postyd: Jun-17-2024