Sanoat yangiliklari: GPU kremniy gofretlarga talabni oshiradi

Silikon Yerda kisloroddan keyin ikkinchi eng keng tarqalgan material va koinotda ettinchi eng keng tarqalgan materialdir.Silikon yarimo'tkazgichdir, ya'ni u o'tkazgichlar (mis kabi) va izolyatorlar (shisha kabi) o'rtasida elektr xususiyatlariga ega.Kremniy tarkibidagi oz miqdordagi begona atomlar uning xatti-harakatlarini tubdan o'zgartirishi mumkin, shuning uchun yarimo'tkazgichli kremniyning tozaligi hayratlanarli darajada yuqori bo'lishi kerak.Elektron darajadagi kremniy uchun maqbul minimal tozalik 99,999999% ni tashkil qiladi.

Bu shuni anglatadiki, har o'n milliard atom uchun faqat bitta kremniy bo'lmagan atomga ruxsat beriladi.Yaxshi ichimlik suvi 40 million suv bo'lmagan molekulalarni olish imkonini beradi, bu yarimo'tkazgich darajasidagi kremniydan 50 million marta kamroq toza.

Bo'sh silikon gofret ishlab chiqaruvchilari yuqori toza kremniyni mukammal yagona kristalli tuzilmalarga aylantirishlari kerak.Bu bitta ona kristalini tegishli haroratda eritilgan kremniyga kiritish orqali amalga oshiriladi.Ona kristall atrofida yangi qiz kristallari o'sishni boshlaganda, erigan kremniydan asta-sekin kremniy ingoti hosil bo'ladi.Jarayon sekin va bir hafta davom etishi mumkin.Tayyor kremniy quymasining og'irligi taxminan 100 kilogrammni tashkil qiladi va 3000 dan ortiq gofret yasashi mumkin.

Gofretlar juda nozik olmosli sim yordamida ingichka bo'laklarga kesiladi.Silikon kesish asboblarining aniqligi juda yuqori va operatorlar doimiy ravishda kuzatilishi kerak, aks holda ular sochlarini ahmoqona narsalar qilish uchun asboblardan foydalanishni boshlaydilar.Silikon gofretlarni ishlab chiqarishga qisqacha kirish juda soddalashtirilgan va daholarning hissalarini to'liq hisoblamaydi;ammo kremniy gofreti biznesini chuqurroq tushunish uchun fon yaratishga umid qilinmoqda.

Silikon plastinalarning talab va taklif munosabatlari

Silikon gofret bozorida to'rtta kompaniya hukmronlik qiladi.Uzoq vaqt davomida bozor talab va taklif o'rtasidagi nozik muvozanatda edi.
2023-yilda yarimo‘tkazgichlar sotuvining qisqarishi bozorni ortiqcha taklif holatiga olib keldi, bu esa chip ishlab chiqaruvchilarning ichki va tashqi zahiralarining yuqori bo‘lishiga olib keldi.Biroq, bu faqat vaqtinchalik holat.Bozor tiklanar ekan, sanoat tez orada quvvat chegarasiga qaytadi va AI inqilobi keltirib chiqaradigan qo'shimcha talabni qondirishi kerak.An'anaviy protsessorga asoslangan arxitekturadan tezlashtirilgan hisoblashga o'tish butun sanoatga ta'sir qiladi, chunki bu yarimo'tkazgich sanoatining past qiymatli segmentlariga ta'sir qilishi mumkin.

Grafik ishlov berish birligi (GPU) arxitekturalari ko'proq kremniy maydonini talab qiladi

Ishlash qobiliyatiga bo'lgan talab ortib borayotganligi sababli, GPU ishlab chiqaruvchilari GPU'lardan yuqori ishlashga erishish uchun ba'zi dizayn cheklovlarini engib o'tishlari kerak.Shubhasiz, chipni kattalashtirish yuqori samaradorlikka erishishning bir usuli hisoblanadi, chunki elektronlar turli mikrosxemalar orasida uzoq masofalarni bosib o'tishni yoqtirmaydi, bu esa ishlashni cheklaydi.Biroq, chipni kattaroq qilish uchun amaliy cheklov mavjud, bu "retina chegarasi" deb nomlanadi.

Litografiya chegarasi yarimo'tkazgich ishlab chiqarishda ishlatiladigan litografiya mashinasida bir qadamda ta'sirlanishi mumkin bo'lgan chipning maksimal hajmini anglatadi.Ushbu cheklash litografiya uskunasining, ayniqsa litografiya jarayonida ishlatiladigan step yoki skanerning maksimal magnit maydoni hajmi bilan belgilanadi.Eng yangi texnologiyalar uchun niqob chegarasi odatda 858 kvadrat millimetr atrofida.Ushbu o'lchamdagi cheklov juda muhim, chunki u bitta ekspozitsiyada gofretda naqsh bo'lishi mumkin bo'lgan maksimal maydonni aniqlaydi.Agar gofret ushbu chegaradan kattaroq bo'lsa, gofretni to'liq naqshlash uchun bir nechta ekspozitsiya kerak bo'ladi, bu murakkablik va hizalanish muammolari tufayli ommaviy ishlab chiqarish uchun amaliy emas.Yangi GB200 zarracha o'lchami cheklovlari bo'lgan ikkita chip substratini silikon oraliq qatlamga birlashtirib, ikki baravar katta bo'lgan super-zarrachalar bilan cheklangan substratni hosil qilish orqali ushbu cheklovni engib o'tadi.Boshqa ishlash cheklovlari xotira miqdori va ushbu xotiragacha bo'lgan masofa (ya'ni, xotira o'tkazish qobiliyati).Yangi GPU arxitekturalari ikkita GPU chiplari bilan bir xil kremniy interposeriga o'rnatilgan yuqori o'tkazuvchanlik xotirasi (HBM) yordamida bu muammoni bartaraf etadi.Kremniy nuqtai nazaridan, HBM bilan bog'liq muammo shundaki, yuqori tarmoqli kengligi uchun zarur bo'lgan yuqori parallel interfeys tufayli kremniy maydonining har bir biti an'anaviy DRAMdan ikki baravar ko'p.HBM, shuningdek, har bir stekga mantiqiy boshqaruv chipini birlashtirib, kremniy maydonini oshiradi.Taxminiy hisob-kitoblar shuni ko'rsatadiki, 2,5D GPU arxitekturasida ishlatiladigan kremniy maydoni an'anaviy 2,0D arxitekturasidan 2,5-3 baravar ko'p.Yuqorida aytib o'tilganidek, quyish korxonalari ushbu o'zgarishga tayyor bo'lmasa, kremniy gofret sig'imi yana juda qattiq bo'lishi mumkin.

Silikon gofret bozorining kelajakdagi imkoniyatlari

Yarimo'tkazgichlarni ishlab chiqarishning uchta qonunidan birinchisi, eng kam mablag' mavjud bo'lganda eng ko'p pul sarflash kerak.Bu sanoatning tsiklik tabiati bilan bog'liq va yarimo'tkazgich kompaniyalari ushbu qoidaga rioya qilishda qiyinchiliklarga duch kelishadi.Rasmda ko'rsatilganidek, ko'pchilik kremniy gofret ishlab chiqaruvchilari ushbu o'zgarishning ta'sirini tan oldilar va so'nggi bir necha chorakda o'zlarining umumiy choraklik kapital xarajatlarini deyarli uch baravar oshirdilar.Qiyin bozor sharoitlariga qaramay, bu hali ham shunday.Eng qizig'i shundaki, bu tendentsiya uzoq vaqtdan beri davom etmoqda.Silicon gofret kompaniyalari omadli yoki boshqalar bilmaydigan narsalarni bilishadi.Yarimo'tkazgich ta'minot zanjiri kelajakni bashorat qila oladigan vaqt mashinasidir.Sizning kelajagingiz boshqa birovning o'tmishi bo'lishi mumkin.Biz har doim ham javob ololmasak-da, deyarli har doim foydali savollarni olamiz.