Syvän toimitusketjun sisällä jotkut taikurit muuttavat hiekan täydellisiksi timanttikirjoiksi piikkikristallilevyiksi, jotka ovat välttämättömiä koko puolijohteen toimitusketjulle. Ne ovat osa puolijohteiden toimitusketjua, joka lisää "piin hiekan" arvoa lähes tuhat kertaa. Rannalla näet heikko hehku on piitä. Pii on monimutkainen kide, jolla on hauraus ja kiinteän tyyppinen metalli (metalliset ja ei-metalliset ominaisuudet). Pii on kaikkialla.
Pi Pii on puolijohde, mikä tarkoittaa, että sillä on sähköisiä ominaisuuksia johtimien (kuten kuparista) ja eristeiden (kuten lasin) välillä. Pieni määrä ulkomaisia atomeja piitirakenteessa voi pohjimmiltaan muuttaa sen käyttäytymistä, joten puolijohde-luokan piin puhtauden on oltava hämmästyttävän korkea. Elektronisen luokan piin hyväksyttävä vähimmäispuhtaus on 99,999999%.
Tämä tarkoittaa, että jokainen kymmenen miljardin atomi on sallittua vain yksi ei-silicon-atomi. Hyvä juomavesi mahdollistaa 40 miljoonaa ei-veden molekyyliä, mikä on 50 miljoonaa kertaa vähemmän puhdasta kuin puolijohde-luokan pii.
Tyhjennä pii kiekkojen valmistajien on muunnettava korkeavarainen pii täydellisiksi yksikristallirakenteiksi. Tämä tehdään ottamalla käyttöön yksinhuoltajaäidikite sulaan piisiin sopivaan lämpötilaan. Kun uudet tytärkiteet alkavat kasvaa äitidisteen ympärillä, pii -harja muodostuu hitaasti sulasta piistä. Prosessi on hidas ja voi viedä viikon. Valmiin piinhakko painaa noin 100 kiloa ja voi tehdä yli 3000 kiekoa.
Kiekot leikataan ohuiksi viipaleiksi erittäin hienolla timanttilankalla. Piilaleikkaustyökalujen tarkkuus on erittäin korkea, ja operaattoreita on seurattava jatkuvasti, tai ne alkavat käyttää työkaluja typeräjen asioiden tekemiseen hiuksilleen. Lyhyt johdanto pii -kiekkojen tuotantoon on liian yksinkertaistettu, eikä se tunnusta täysin neroiden osuuksia; Mutta toivotaan tarjoavan taustan syvemmälle ymmärrykselle pii -kiekko -liiketoiminnasta.
Piilekkojen tarjonta- ja kysyntäsuhde
Piilekiekkamarkkinoita hallitsevat neljä yritystä. Markkinat ovat pitkään olleet herkässä tasapainossa tarjonnan ja kysynnän välillä.
Puolijohteiden myynnin väheneminen vuonna 2023 on johtanut markkinoiden olevan yli ylitarjonnan tilassa, mikä aiheuttaa siruvalmistajien sisäisten ja ulkoisten varastojen olevan korkeat. Tämä on kuitenkin vain väliaikainen tilanne. Markkinoiden palautuessa teollisuus palaa pian kapasiteetin reunaan ja hänen on täytettävä AI -vallankumouksen aiheuttama lisäkysyntä. Siirtymisellä perinteisestä CPU-pohjaisesta arkkitehtuurista nopeutettuun tietojenkäsittelyyn vaikuttaa koko teollisuuteen, koska tällä voi kuitenkin olla vaikutusta puolijohdeteollisuuden alhaisen arvon segmentteihin.
Grafiikan prosessointiyksikkö (GPU) -arkkitehtuurit vaativat enemmän piin aluetta
Suorituskyvyn kysynnän kasvaessa GPU -valmistajien on ylitettävä joitain suunnittelurajoituksia saavuttaakseen korkeamman suorituskyvyn GPU: sta. On selvää, että sirun suurempi on yksi tapa saavuttaa korkeampi suorituskyky, koska elektronit eivät halua kulkea pitkiä etäisyyksiä eri sirujen välillä, mikä rajoittaa suorituskykyä. Sirun suurempi, nimeltään "verkkokalvoraja", on kuitenkin käytännöllinen rajoitus.
Litografiaraja viittaa sirun enimmäiskokoon, joka voidaan paljastaa yhdessä vaiheessa puolijohteiden valmistuksessa käytetyssä litografiakoneessa. Tämä rajoitus määritetään litografialaitteiden maksimaalisen magneettikentän koon, etenkin litografiaprosessissa käytetyn askel tai skannerin. Uusimmalle tekniikalle naamariraja on yleensä noin 858 neliömetriä. Tämä koko rajoitus on erittäin tärkeä, koska se määrittää enimmäispinta -alan, joka voidaan kuvioida kiekkoon yhdellä valotuksella. Jos kiekko on suurempi kuin tämä raja, kiekkojen mallintamiseksi tarvitaan useita altistumisia, mikä on massatuotannon epäkäytännöllistä monimutkaisuuden ja kohdistushaasteiden vuoksi. Uusi GB200 ylittää tämän rajoituksen yhdistämällä kaksi sirualusta-substraattia hiukkaskokojen rajoituksiksi Piilien välisiksi kerrosten välisiksi, muodostaen superliikattujen rajoitetun substraatin, joka on kaksi kertaa suurempi. Muita suorituskykyrajoituksia ovat muistin määrä ja etäisyys kyseiseen muistiin (ts. Muistin kaistanleveys). Uudet GPU-arkkitehtuurit ylittävät tämän ongelman käyttämällä pinottu korkeakaistanleveysmuisti (HBM), joka on asennettu samaan piinväliseen interposeriin kahdella GPU-sirulla. Piilakkeen näkökulmasta HBM: n ongelma on, että jokainen piidialue on kaksinkertainen perinteisen DRAM-alueen vuoksi korkean kaistanleveyteen tarvittavan korkean asteen rajapinnan vuoksi. HBM integroi myös logiikan ohjauspiirin jokaiseen pinoon lisäämällä piihalikonialuetta. Karkea laskelma osoittaa, että 2,5D GPU -arkkitehtuurissa käytetty piisalue on 2,5 - 3 -kertainen perinteisen 2.0D -arkkitehtuurin alue. Kuten aiemmin mainittiin, ellei valimoyritykset ole valmistettu tähän muutokseen, piin kiekkojen kapasiteetti voi jälleen tulla erittäin tiukasti.
Pilikonikiekkamarkkinoiden tulevaisuuden kapasiteetti
Ensimmäinen puolijohteiden valmistuslaista on se, että eniten rahaa on sijoitettava, kun vähiten rahaa on saatavana. Tämä johtuu alan syklisestä luonteesta, ja puolijohdeyrityksillä on vaikea noudattaa tätä sääntöä. Kuten kuvasta esitetään, suurin osa piikiekkojen valmistajista on tunnustanut tämän muutoksen vaikutuksen ja melkein kolminkertaistaneet niiden kokonaismäärän kokonaismahdollisuudet viimeisen vuosineljänneksen aikana. Vaikeista markkinaolosuhteista huolimatta tämä on edelleen tilanne. Vielä mielenkiintoisempaa on, että tämä suuntaus on tapahtunut pitkään. Piilakävelyyritykset ovat onnekkaita tai tietävät jotain, mitä muut eivät. Puolijohteiden toimitusketju on aikakone, joka voi ennustaa tulevaisuutta. Tulevaisuutesi voi olla jonkun toisen menneisyys. Vaikka emme aina saa vastauksia, saamme melkein aina arvokkaita kysymyksiä.
Viestin aika: kesäkuu 17-2024