Tedarik zincirinin derinliklerinde, bazı sihirbazlar kumu tüm yarı iletken tedarik zinciri için olmazsa olmaz olan mükemmel elmas yapılı silikon kristal disklere dönüştürürler. Bunlar, "silikon kumu"nun değerini neredeyse bin kat artıran yarı iletken tedarik zincirinin bir parçasıdır. Sahilde gördüğünüz hafif parıltı silikondur. Silikon, kırılgan ve katı benzeri metal (metalik ve metal olmayan özellikler) olan karmaşık bir kristaldir. Silikon her yerdedir.
Silisyum, oksijenden sonra Dünya'da en yaygın ikinci madde ve evrende en yaygın yedinci maddedir. Silisyum bir yarı iletkendir, yani iletkenler (bakır gibi) ve yalıtkanlar (cam gibi) arasında elektriksel özelliklere sahiptir. Silisyum yapısındaki az miktarda yabancı atom, davranışını temelden değiştirebilir, bu nedenle yarı iletken sınıfı silisyumun saflığı şaşırtıcı derecede yüksek olmalıdır. Elektronik sınıfı silisyum için kabul edilebilir minimum saflık %99,999999'dur.
Bu, her on milyar atom için yalnızca bir silikon olmayan atoma izin verildiği anlamına gelir. İyi içme suyu, yarı iletken sınıfı silikondan 50 milyon kat daha az saf olan 40 milyon su olmayan moleküle izin verir.
Boş silikon levha üreticileri yüksek saflıktaki silikonu mükemmel tek kristal yapılara dönüştürmelidir. Bu, uygun sıcaklıkta erimiş silikona tek bir ana kristal sokularak yapılır. Yeni yavru kristaller ana kristalin etrafında büyümeye başladıkça, silikon külçesi erimiş silikondan yavaşça oluşur. İşlem yavaştır ve bir hafta sürebilir. Bitmiş silikon külçe yaklaşık 100 kilogram ağırlığındadır ve 3.000'den fazla levha üretebilir.
Wafer'lar çok ince elmas tel kullanılarak ince dilimler halinde kesilir. Silikon kesme aletlerinin hassasiyeti çok yüksektir ve operatörler sürekli olarak izlenmelidir, aksi takdirde aletleri saçlarına aptalca şeyler yapmak için kullanmaya başlarlar. Silikon wafer üretimine ilişkin kısa giriş çok basitleştirilmiştir ve dahilerin katkılarına tam olarak itibar etmez; ancak silikon wafer işinin daha derin bir şekilde anlaşılması için bir arka plan sağlaması umulmaktadır.
Silisyum gofretlerin arz ve talep ilişkisi
Silikon gofret pazarına dört şirket hakimdir. Uzun zamandır pazar, arz ve talep arasında hassas bir denge içindedir.
2023'te yarı iletken satışlarındaki düşüş, pazarın aşırı arz durumuna girmesine ve çip üreticilerinin iç ve dış envanterlerinin yüksek olmasına neden oldu. Ancak bu yalnızca geçici bir durum. Pazar toparlandıkça, sektör yakında kapasite sınırına geri dönecek ve yapay zeka devriminin getirdiği ek talebi karşılaması gerekecek. Geleneksel CPU tabanlı mimariden hızlandırılmış bilgi işleme geçiş, tüm sektörü etkileyecektir, ancak bunun yarı iletken sektörünün düşük değerli segmentleri üzerinde bir etkisi olabilir.
Grafik İşlem Birimi (GPU) mimarileri daha fazla silikon alanı gerektirir
Performans talebi arttıkça, GPU üreticileri GPU'lardan daha yüksek performans elde etmek için bazı tasarım sınırlamalarını aşmak zorundadır. Açıkçası, çipi büyütmek daha yüksek performans elde etmenin bir yoludur, çünkü elektronlar farklı çipler arasında uzun mesafeler kat etmeyi sevmezler ve bu da performansı sınırlar. Ancak, çipi büyütmenin "retina sınırı" olarak bilinen pratik bir sınırlaması vardır.
Litografi sınırı, yarı iletken üretiminde kullanılan bir litografi makinesinde tek bir adımda açığa çıkarılabilecek bir çipin maksimum boyutunu ifade eder. Bu sınırlama, özellikle litografi sürecinde kullanılan adımlayıcı veya tarayıcı olmak üzere litografi ekipmanının maksimum manyetik alan boyutu tarafından belirlenir. En son teknoloji için, maske sınırı genellikle yaklaşık 858 milimetre karedir. Bu boyut sınırlaması çok önemlidir çünkü tek bir pozlamada gofret üzerinde desenlendirilebilecek maksimum alanı belirler. Gofret bu sınırdan büyükse, gofreti tam olarak desenlendirmek için birden fazla pozlama gerekecektir; bu da karmaşıklık ve hizalama zorlukları nedeniyle seri üretim için pratik değildir. Yeni GB200, parçacık boyutu sınırlamaları olan iki çip alt tabakasını bir silikon ara katmanına birleştirerek, iki kat daha büyük süper parçacık sınırlı bir alt tabaka oluşturarak bu sınırlamanın üstesinden gelecektir. Diğer performans sınırlamaları, bellek miktarı ve bu belleğe olan mesafedir (yani bellek bant genişliği). Yeni GPU mimarileri, iki GPU çipi ile aynı silikon ara parçasına takılan yığılmış yüksek bant genişliğine sahip bellek (HBM) kullanarak bu sorunun üstesinden gelir. Silikon açısından bakıldığında, HBM'deki sorun, yüksek bant genişliği için gereken yüksek paralel arayüz nedeniyle silikon alanının her bitinin geleneksel DRAM'in iki katı olmasıdır. HBM ayrıca her yığına bir mantık kontrol çipi entegre ederek silikon alanını artırır. Kaba bir hesaplama, 2.5D GPU mimarisinde kullanılan silikon alanının geleneksel 2.0D mimarisinin 2,5 ila 3 katı olduğunu göstermektedir. Daha önce belirtildiği gibi, dökümhane şirketleri bu değişime hazırlıklı olmazsa, silikon yonga kapasitesi tekrar çok sıkı hale gelebilir.
Silikon gofret pazarının gelecekteki kapasitesi
Yarı iletken üretiminin üç yasasından ilki, en az miktarda para mevcut olduğunda en fazla paranın yatırılması gerektiğidir. Bunun nedeni, endüstrinin döngüsel yapısıdır ve yarı iletken şirketlerinin bu kurala uyması zordur. Şekilde gösterildiği gibi, çoğu silikon gofret üreticisi bu değişimin etkisini fark etmiş ve son birkaç çeyrekte toplam üç aylık sermaye harcamalarını neredeyse üç katına çıkarmıştır. Zorlu piyasa koşullarına rağmen durum hala böyledir. Daha da ilginci, bu eğilimin uzun zamandır devam ediyor olmasıdır. Silikon gofret şirketleri şanslıdır veya başkalarının bilmediği bir şeyi biliyorlardır. Yarı iletken tedarik zinciri, geleceği tahmin edebilen bir zaman makinesidir. Sizin geleceğiniz bir başkasının geçmişi olabilir. Her zaman cevap alamasak da, neredeyse her zaman değerli sorular alırız.
Gönderi zamanı: 17-Haz-2024