Diep binne die verskaffingsketting verander sommige towenaars sand in perfekte diamantgestruktureerde silikonkristalskywe, wat noodsaaklik is vir die hele halfgeleierverskaffingsketting.Hulle is deel van die halfgeleierverskaffingsketting wat die waarde van "silikonsand" met byna duisend keer verhoog.Die dowwe gloed wat jy op die strand sien is silikon.Silikon is 'n komplekse kristal met brosheid en soliede metaal (metaal- en nie-metaal eienskappe).Silikon is oral.
Silikon is die tweede mees algemene 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 sy gedrag fundamenteel verander, so die suiwerheid van halfgeleier-graad silikon moet verstommend hoog wees.Die aanvaarbare minimum suiwerheid vir elektroniese graad silikon is 99,999999%.
Dit beteken dat slegs een nie-silikonatoom vir elke tien biljoen atome toegelaat word.Goeie drinkwater maak voorsiening vir 40 miljoen nie-watermolekules, wat 50 miljoen keer minder suiwer is as halfgeleier-graad silikon.
Leë silikonwafelvervaardigers moet hoë-suiwer silikon omskep in perfekte enkelkristalstrukture.Dit word gedoen deur 'n enkelmoederkristal in gesmelte silikon by die toepaslike temperatuur in te voer.Soos nuwe dogterkristalle om die moederkristal begin groei, vorm die silikonstaaf stadig uit die gesmelte silikon.Die proses is stadig en kan 'n week neem.Die voltooide silikonblok weeg ongeveer 100 kilogram en kan meer as 3 000 wafers maak.
Die wafels word in dun skywe gesny met baie fyn diamantdraad.Die akkuraatheid van die silikon sny gereedskap is baie hoog, en operateurs moet voortdurend gemonitor word, of hulle sal die gereedskap begin gebruik om simpel dinge aan hul hare te doen.Die kort inleiding tot die vervaardiging van silikonwafels is te vereenvoudig en gee nie die genie se bydraes ten volle eer nie;maar daar word gehoop om 'n agtergrond te bied vir 'n dieper begrip van die silikonwafelbesigheid.
Die vraag- en aanbodverhouding van silikonwafels
Die silikonwafelmark word deur vier maatskappye 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 toestand van ooraanbod verkeer, wat veroorsaak het dat chipvervaardigers se interne en eksterne voorraad hoog is.Dit is egter net 'n tydelike situasie.Soos die mark herstel, sal die bedryf binnekort terugkeer na die rand van kapasiteit en moet voldoen aan die bykomende vraag wat deur die KI-revolusie veroorsaak word.Die oorgang van tradisionele SVE-gebaseerde argitektuur na versnelde rekenaars sal 'n impak op die hele bedryf hê, aangesien dit egter 'n impak kan hê op die laewaarde-segmente van die halfgeleierbedryf.
Grafiese verwerkingseenheid (GPU) argitekture vereis meer silikon area
Soos die vraag na werkverrigting toeneem, moet GPU-vervaardigers sommige ontwerpbeperkings oorkom om hoër werkverrigting van GPU's te behaal.Dit is duidelik dat die maak van die skyfie groter een manier om hoër werkverrigting te behaal, aangesien elektrone nie daarvan hou om lang afstande tussen verskillende skyfies te reis nie, wat werkverrigting beperk.Daar is egter 'n praktiese beperking om die skyfie groter te maak, bekend as die "retina-limiet".
Die litografielimiet verwys na die maksimum grootte van 'n skyfie wat in 'n enkele stap in 'n litografiemasjien wat in halfgeleiervervaardiging gebruik word, blootgestel kan word.Hierdie beperking word bepaal deur die maksimum magnetiese veldgrootte van die litografietoerusting, veral die stepper of skandeerder wat in die litografieproses gebruik word.Vir die nuutste tegnologie is die maskerlimiet gewoonlik ongeveer 858 vierkante millimeter.Hierdie groottebeperking is baie belangrik omdat dit die maksimum area bepaal wat in 'n enkele blootstelling op die wafer gevorm kan word.As die wafer groter is as hierdie limiet, sal veelvuldige blootstellings nodig wees om die wafer volledig te patroon, wat onprakties is vir massaproduksie as gevolg van kompleksiteit en belyningsuitdagings.Die nuwe GB200 sal hierdie beperking oorkom deur twee skyfiesubstrate met deeltjiegroottebeperkings in 'n silikon-tussenlaag te kombineer, wat 'n super-deeltjie-beperkte substraat vorm wat twee keer so groot is.Ander prestasiebeperkings is die hoeveelheid geheue en die afstand na daardie geheue (dws geheuebandwydte).Nuwe GPU-argitekture oorkom hierdie probleem deur gebruik te maak van gestapelde hoëbandwydte-geheue (HBM) wat op dieselfde silikontussenvoegsel met twee GPU-skyfies geïnstalleer is.Vanuit 'n silikonperspektief is die probleem met HBM dat elke stukkie silikonoppervlak twee keer dié van tradisionele DRAM is as gevolg van die hoë-parallelle koppelvlak wat benodig word vir hoë bandwydte.HBM integreer ook 'n logiese beheerskyfie in elke stapel, wat die silikonarea vergroot.’n Rowwe berekening toon dat die silikonarea wat in 2.5D GPU-argitektuur gebruik word 2.5 tot 3 keer dié van die tradisionele 2.0D-argitektuur is.Soos vroeër genoem, tensy gieterymaatskappye voorbereid is op hierdie verandering, kan silikonwafelkapasiteit weer baie krap raak.
Toekomstige kapasiteit van die silikonwafermark
Die eerste van die drie wette van halfgeleiervervaardiging is dat die meeste geld belê moet word wanneer die minste hoeveelheid geld beskikbaar is.Dit is as gevolg van die bedryf se sikliese aard, en halfgeleiermaatskappye sukkel om hierdie reël te volg.Soos in die figuur getoon, het die meeste silikonwafelvervaardigers die impak van hierdie verandering erken en het hul totale kwartaallikse kapitaalbesteding in die afgelope paar kwartale byna verdriedubbel.Ondanks die moeilike marktoestande is dit steeds die geval.Wat nog interessanter is, is dat hierdie neiging al lank aan die gang is.Silikonwafelmaatskappye is gelukkig of weet iets wat ander nie weet nie.Die halfgeleier voorsieningsketting is 'n tydmasjien wat die toekoms kan voorspel.Jou toekoms is dalk iemand anders se verlede.Alhoewel ons nie altyd antwoorde kry nie, kry ons byna altyd waardevolle vrae.
Pos tyd: Jun-17-2024