Notizie di l'industria: a GPU aumenta a dumanda di wafer di siliciu

U siliciu hè u sicondu materiale più cumuni in a Terra, dopu l'ossigenu, è u settimu materiale più cumuni in l'universu.U siliciu hè un semiconductor, vale à dì chì hà proprietà elettriche trà i cunduttori (cum'è u ramu) è l'insulatori (cum'è u vetru).Una piccula quantità di atomi straneri in a struttura di siliciu pò cambià fundamentalmente u so cumpurtamentu, cusì a purità di u siliciu di semiconductor deve esse stupendamente alta.A purezza minima accettabile per u siliciu di qualità elettronica hè 99.999999%.

Questu significa chì solu un atomu non-siliconu hè permessu per ogni deci miliardi d'atomi.Una bona acqua potabile permette 40 milioni di molécule chì ùn sò micca acqua, chì hè 50 milioni di volte menu puri di u silicuu di qualità semiconductor.

I pruduttori di wafer di silicuu in biancu devenu cunvertisce u silicuu di alta purezza in strutture perfette di un cristallu.Questu hè fatta da l'introduzione di un cristallu madre unicu in u siliciu fusu à a temperatura adattata.Quandu i novi cristalli di figliola cumincianu à cresce intornu à u cristallu mamma, u lingotti di siliciu si forma lentamente da u siliciu fusu.U prucessu hè lentu è pò piglià una settimana.U lingotto di siliciu finitu pesa circa 100 kilogrammi è pò fà più di 3000 wafers.

I wafers sò tagliati in fette sottili cù un filu di diamante assai finitu.A precisione di l'arnesi di taglio di siliciu hè assai alta, è l'operatori deve esse monitoratu constantemente, o cumincianu à aduprà l'arnesi per fà cose stupide à i so capelli.A breve introduzione à a produzzione di wafers di siliciu hè troppu simplificatu è ùn hà micca creditu cumplettamente i cuntributi di i geni;ma si spera di furnisce un sfondate per una cunniscenza più profonda di l'affari di wafer di silicium.

A relazione di offerta è dumanda di wafers di siliciu

U mercatu di wafer di silicone hè duminatu da quattru cumpagnie.Per un bellu pezzu, u mercatu hè statu in un equilibriu delicatu trà l'offerta è a dumanda.
A diminuzione di a vendita di semiconduttori in u 2023 hà purtatu u mercatu à esse in un statu di oversupply, facendu chì l'inventari interni è esterni di i fabricatori di chip sò elevati.Tuttavia, questu hè solu una situazione tempurale.Quandu u mercatu si ricuperà, l'industria tornerà prestu à a fine di a capacità è deve risponde à a dumanda supplementaria purtata da a rivoluzione AI.A transizione da l'architettura tradiziunale basata in CPU à l'informatica accelerata avarà un impattu in tutta l'industria, cum'è Tuttavia, questu pò avè un impattu nantu à i segmenti di pocu valore di l'industria di i semiconduttori.

L'architetture di l'Unità di Elaborazione Grafica (GPU) necessitanu più area di siliciu

Cume a dumanda di prestazione aumenta, i pruduttori di GPU anu da superà alcune limitazioni di u disignu per ottene un rendimentu più altu da e GPU.Ovviamente, rende u chip più grande hè un modu per ottene un rendimentu più altu, postu chì l'elettroni ùn piace micca viaghjà longu distanzi trà e diverse chips, chì limita u rendiment.Tuttavia, ci hè una limitazione pratica per fà u chip più grande, cunnisciutu cum'è "limite di retina".

U limitu di litografia si riferisce à a dimensione massima di un chip chì pò esse esposta in un unicu passu in una macchina di litografia usata in a fabricazione di semiconductor.Questa limitazione hè determinata da a dimensione massima di u campu magneticu di l'equipaggiu di litografia, in particulare u stepper o scanner utilizatu in u prucessu di litografia.Per l'ultime tecnulugia, u limitu di maschera hè di solitu circa 858 millimetri quadrati.Questa limitazione di dimensione hè assai impurtante perchè determina l'area massima chì pò esse modellata nantu à l'ostia in una sola esposizione.Se l'ostia hè più grande di questu limitu, esposizioni multiple seranu necessarie per modellà cumplettamente l'ostia, chì hè impraticabile per a produzzione di massa per via di cumplessità è sfide di allineamentu.U novu GB200 supererà sta limitazione cumminendu dui sustrati di chip cù limitazioni di dimensione di particella in un interlayer di siliciu, furmendu un sustrato super-limitatu di particelle chì hè duie volte più grande.Altre limitazioni di rendiment sò a quantità di memoria è a distanza à quella memoria (vale à dì larghezza di banda di memoria).I novi architetture GPU superanu stu prublema usendu memoria di larghezza di banda alta (HBM) chì hè stallata nantu à u listessu interposer di siliciu cù dui chip GPU.Da una perspettiva di siliciu, u prublema cù HBM hè chì ogni pezzu di l'area di siliciu hè duie volte di quella di a DRAM tradiziunale per via di l'interfaccia d'alta parallella necessaria per una larghezza di banda alta.HBM integra ancu un chip di cuntrollu logicu in ogni pila, aumentendu l'area di siliciu.Un calculu grossu mostra chì l'area di siliciu utilizata in l'architettura GPU 2.5D hè 2.5 à 3 volte quella di l'architettura tradiziunale 2.0D.Cumu l'ammentatu prima, salvu chì e cumpagnie di fonderia ùn sò preparate per questu cambiamentu, a capacità di wafer di siliciu pò esse torna assai stretta.

Capacità futura di u mercatu di wafer di siliciu

U primu di e trè liggi di a fabricazione di semiconductor hè chì u più soldi deve esse investitu quandu u minimu quantità di soldi hè dispunibule.Questu hè duvuta à a natura cíclica di l'industria, è l'imprese di semiconductor anu difficiule di seguità sta regula.Cum'è mostra in a figura, a maiò parte di i fabricatori di wafer di siliciu anu ricunnisciutu l'impattu di stu cambiamentu è anu quasi triplicatu i so spesi di capitale trimestrali totali in l'ultimi trimestri.Malgradu e cundizioni difficili di u mercatu, questu hè sempre u casu.Ciò chì hè ancu più interessante hè chì sta tendenza hè stata per un bellu pezzu.L'imprese di wafer di silicone sò furtunati o sanu qualcosa chì l'altri ùn anu micca.A catena di furnimentu di semiconductor hè una macchina di u tempu chì pò predichendu u futuru.U vostru futuru pò esse u passatu di qualcunu altru.Mentre ùn avemu micca sempre risposte, quasi sempre avemu dumande chì valenu a pena.