Pawarta Industri: GPU ningkatake panjaluk wafer silikon

Silikon minangka bahan paling umum nomer loro ing Bumi, sawise oksigen, lan bahan paling umum nomer pitu ing jagad raya. Silikon minangka semikonduktor, tegese nduweni sifat listrik antarane konduktor (kayata tembaga) lan insulator (kayata kaca). Sejumlah cilik atom asing ing struktur silikon bisa ngowahi prilakune kanthi dhasar, mula kemurnian silikon kelas semikonduktor kudu dhuwur banget. Kemurnian minimum sing bisa ditampa kanggo silikon kelas elektronik yaiku 99,999999%.

Iki tegese mung siji atom non-silikon sing diidini kanggo saben sepuluh milyar atom. Banyu ngombe sing apik ngidini 40 yuta molekul non-banyu, sing 50 yuta kali luwih murni tinimbang silikon kelas semikonduktor.

Produsen wafer silikon kosong kudu ngowahi silikon kanthi kemurnian dhuwur dadi struktur kristal tunggal sing sampurna. Iki ditindakake kanthi ngenalake kristal induk tunggal menyang silikon cair ing suhu sing cocog. Nalika kristal anak anyar wiwit tuwuh ing sekitar kristal induk, ingot silikon alon-alon kawangun saka silikon cair. Proses iki alon lan bisa uga butuh seminggu. Ingot silikon sing wis rampung bobote udakara 100 kilogram lan bisa nggawe luwih saka 3.000 wafer.

Wafer-wafer kasebut dipotong tipis-tipis nganggo kawat berlian sing alus banget. Presisi piranti pemotong silikon iku dhuwur banget, lan operator kudu terus diawasi, utawa dheweke bakal miwiti nggunakake piranti kasebut kanggo nindakake perkara-perkara sing ora penting ing rambute. Pengantar singkat babagan produksi wafer silikon iki terlalu prasaja lan ora menehi penghargaan lengkap marang kontribusi para jenius; nanging diarep-arep bisa menehi latar mburi kanggo pangerten sing luwih jero babagan bisnis wafer silikon.

Hubungan penawaran lan permintaan wafer silikon

Pasar wafer silikon didominasi dening patang perusahaan. Sajrone wektu sing suwe, pasar wis ana ing keseimbangan sing rapuh antarane pasokan lan panjaluk.
Penurunan dodolan semikonduktor ing taun 2023 wis nyebabake pasar ana ing kahanan kelebihan pasokan, sing nyebabake persediaan internal lan eksternal produsen chip dadi dhuwur. Nanging, iki mung kahanan sementara. Nalika pasar pulih, industri kasebut bakal enggal bali menyang pinggir kapasitas lan kudu nyukupi panjaluk tambahan sing disebabake dening revolusi AI. Transisi saka arsitektur berbasis CPU tradisional menyang komputasi sing dipercepat bakal duwe pengaruh ing kabeh industri, amarga Nanging, iki bisa uga duwe pengaruh ing segmen industri semikonduktor sing regane murah.

Arsitektur Graphics Processing Unit (GPU) mbutuhake area silikon sing luwih akeh

Amarga panjaluk kinerja saya tambah, produsen GPU kudu ngatasi sawetara watesan desain kanggo entuk kinerja sing luwih dhuwur saka GPU. Temtu wae, nggawe chip luwih gedhe minangka salah sawijining cara kanggo entuk kinerja sing luwih dhuwur, amarga elektron ora seneng lelungan jarak adoh antarane chip sing beda, sing mbatesi kinerja. Nanging, ana watesan praktis kanggo nggawe chip luwih gedhe, sing dikenal minangka "watesan retina".

Watesan litografi nuduhake ukuran maksimal chip sing bisa diekspos ing siji langkah ing mesin litografi sing digunakake ing manufaktur semikonduktor. Watesan iki ditemtokake dening ukuran medan magnet maksimal peralatan litografi, utamane stepper utawa scanner sing digunakake ing proses litografi. Kanggo teknologi paling anyar, watesan topeng biasane sekitar 858 milimeter persegi. Watesan ukuran iki penting banget amarga nemtokake area maksimal sing bisa dipola ing wafer ing siji eksposur. Yen wafer luwih gedhe tinimbang watesan iki, pirang-pirang eksposur bakal dibutuhake kanggo nggawe pola wafer kanthi lengkap, sing ora praktis kanggo produksi massal amarga tantangan kerumitan lan penyelarasan. GB200 anyar bakal ngatasi watesan iki kanthi nggabungake rong substrat chip kanthi watesan ukuran partikel menyang lapisan interlapisan silikon, mbentuk substrat super-partikel sing diwatesi sing kaping pindho luwih gedhe. Watesan kinerja liyane yaiku jumlah memori lan jarak menyang memori kasebut (yaiku bandwidth memori). Arsitektur GPU anyar ngatasi masalah iki kanthi nggunakake memori bandwidth dhuwur (HBM) sing ditumpuk sing dipasang ing interposer silikon sing padha karo rong chip GPU. Saka perspektif silikon, masalah karo HBM yaiku saben bit area silikon kaping pindho saka DRAM tradisional amarga antarmuka paralel dhuwur sing dibutuhake kanggo bandwidth dhuwur. HBM uga nggabungake chip kontrol logika menyang saben tumpukan, nambah area silikon. Pitungan kasar nuduhake yen area silikon sing digunakake ing arsitektur GPU 2.5D yaiku 2,5 nganti 3 kali lipat saka arsitektur 2.0D tradisional. Kaya sing wis kasebut sadurunge, kajaba perusahaan pengecoran wis siyap kanggo owah-owahan iki, kapasitas wafer silikon bisa dadi sempit maneh.

Kapasitas pasar wafer silikon ing mangsa ngarep

Hukum pertama saka telung hukum manufaktur semikonduktor yaiku paling akeh dhuwit sing kudu diinvestasikan nalika jumlah dhuwit paling sithik sing kasedhiya. Iki amarga sifat siklik industri, lan perusahaan semikonduktor angel ngetutake aturan iki. Kaya sing dituduhake ing gambar, umume produsen wafer silikon wis ngerteni dampak saka owah-owahan iki lan meh tikel telu total pengeluaran modal triwulanan ing sawetara triwulan kepungkur. Senadyan kahanan pasar sing angel, iki isih kedadeyan. Sing luwih menarik yaiku tren iki wis suwe kedadeyan. Perusahaan wafer silikon begja utawa ngerti apa sing ora dingerteni wong liya. Rantai pasokan semikonduktor minangka mesin wektu sing bisa prédhiksi masa depan. Masa depan sampeyan bisa uga dadi masa lalu wong liya. Sanajan kita ora mesthi entuk jawaban, kita meh mesthi entuk pitakonan sing migunani.