Nouvèl Endistri: GPU ogmante demann pou wafer Silisyòm

Silisyòm se dezyèm materyèl ki pi komen sou Latè, apre oksijèn, epi setyèm materyèl ki pi komen nan linivè a. Silisyòm se yon semi-kondiktè, sa vle di li gen pwopriyete elektrik ant kondiktè (tankou kwiv) ak izolan (tankou vè). Yon ti kantite atòm etranje nan estrikti Silisyòm nan ka chanje konpòtman li fondamantalman, kidonk pite Silisyòm klas semi-kondiktè a dwe etonanman wo. Pite minimòm akseptab pou Silisyòm klas elektwonik se 99.999999%.

Sa vle di ke se sèlman yon atòm ki pa Silisyòm ki otorize pou chak dis milya atòm. Bon dlo potab pèmèt 40 milyon molekil ki pa dlo, ki 50 milyon fwa mwens pi pase Silisyòm semi-kondiktè.

Moun ki fabrike plak silikon vid yo dwe konvèti silikon ki gen gwo pite an estrikti monokristal pafè. Sa fèt lè yo entwodui yon sèl kristal manman nan silikon fonn nan tanperati ki apwopriye a. Pandan nouvo kristal pitit yo kòmanse grandi otou kristal manman an, lengote silikon an fòme dousman apati silikon fonn lan. Pwosesis la ralanti epi li ka pran yon semèn. Lengote silikon fini an peze anviwon 100 kilogram epi li ka fè plis pase 3,000 plak.

Yo koupe waf yo an tranch mens avèk fil dyaman ki byen fen. Presizyon zouti koupe silikon yo trè wo, epi yo dwe siveye operatè yo tout tan, sinon y ap kòmanse sèvi ak zouti yo pou fè bagay san sans nan cheve yo. Ti entwodiksyon sou pwodiksyon waf silikon yo twò senplifye epi li pa bay tout kredi pou kontribisyon jeni yo; men yo espere bay yon baz pou yon konpreyansyon pi pwofon sou biznis waf silikon an.

Relasyon ant òf ak demann pou wafer Silisyòm yo

Mache plak silikon an domine pa kat konpayi. Pandan lontan, mache a te nan yon balans delika ant òf ak demann.
Diminisyon nan lavant semi-kondiktè an 2023 la te lakòz mache a nan yon eta de twòp ekipman, sa ki lakòz envantè entèn ak ekstèn manifaktirè chip yo wo. Sepandan, sa a se sèlman yon sitiyasyon tanporè. Pandan mache a ap refè, endistri a pral byento retounen nan limit kapasite li epi li dwe satisfè demann adisyonèl ki te koze pa revolisyon IA a. Tranzisyon soti nan achitekti tradisyonèl ki baze sou CPU pou ale nan informatique akselere pral gen yon enpak sou tout endistri a, menm jan sa ka gen yon enpak sou segman ki gen ti valè nan endistri semi-kondiktè a.

Achitekti Inite Pwosesis Grafik (GPU) yo mande plis zòn Silisyòm

Tank demann pou pèfòmans ap ogmante, manifaktirè GPU yo dwe simonte kèk limitasyon konsepsyon pou yo ka rive nan pi bon pèfòmans nan men GPU yo. Li evidan, fè chip la pi gwo se yon fason pou rive nan pi bon pèfòmans, paske elektwon yo pa renmen vwayaje sou long distans ant diferan chip yo, sa ki limite pèfòmans lan. Sepandan, gen yon limitasyon pratik pou fè chip la pi gwo, ke yo rele "limit retin lan".

Limit litografi a refere a gwosè maksimòm yon chip ki ka ekspoze nan yon sèl etap nan yon machin litografi ki itilize nan fabrikasyon semi-kondiktè. Limitasyon sa a detèmine pa gwosè maksimòm chan mayetik ekipman litografi a, espesyalman motè etap la oswa eskanè ki itilize nan pwosesis litografi a. Pou dènye teknoloji a, limit mask la anjeneral alantou 858 milimèt kare. Limitasyon gwosè sa a trè enpòtan paske li detèmine zòn maksimòm ki ka trase sou wafer la nan yon sèl ekspozisyon. Si wafer la pi gwo pase limit sa a, plizyè ekspozisyon ap nesesè pou trase wafer la nèt, sa ki pa pratik pou pwodiksyon an mas akòz konpleksite ak defi aliyman. Nouvo GB200 la pral simonte limitasyon sa a lè li konbine de substrat chip ak limitasyon gwosè patikil nan yon entèkouch Silisyòm, fòme yon substrat super-limite patikil ki de fwa pi gwo. Lòt limitasyon pèfòmans yo se kantite memwa ak distans ki genyen ak memwa sa a (sa vle di Pleasant memwa). Nouvo achitekti GPU yo simonte pwoblèm sa a lè yo itilize memwa Pleasant segondè anpile (HBM) ki enstale sou menm entèpozè Silisyòm lan ak de chip GPU. Nan yon pèspektiv Silisyòm, pwoblèm nan ak HBM se ke chak bit Silisyòm nan sifas la de fwa pi gwo pase DRAM tradisyonèl la akòz koòdone paralèl ki nesesè pou yon gwo Pleasant. HBM entegre tou yon chip kontwòl lojik nan chak pil, sa ki ogmante sifas Silisyòm nan. Yon kalkil rapid montre ke sifas Silisyòm ki itilize nan achitekti GPU 2.5D a se 2.5 a 3 fwa pi gwo pase achitekti tradisyonèl 2.0D a. Jan nou te mansyone pi bonè, sof si konpayi fondri yo prepare pou chanjman sa a, kapasite waf Silisyòm yo ka vin trè limite ankò.

Kapasite nan lavni mache wafer Silisyòm lan

Premye nan twa lwa fabrikasyon semi-kondiktè yo se ke plis lajan bezwen envesti lè mwens lajan disponib. Sa a se akòz nati siklik endistri a, epi konpayi semi-kondiktè yo gen difikilte pou swiv règ sa a. Jan yo montre nan figi a, pifò manifaktirè waf Silisyòm yo te rekonèt enpak chanjman sa a epi yo prèske triple depans kapital total trimès yo nan kèk dènye trimès yo. Malgre kondisyon mache difisil yo, sa toujou ka a. Sa ki pi enteresan ankò se ke tandans sa a ap kontinye depi lontan. Konpayi waf Silisyòm yo gen chans oswa yo konnen yon bagay ke lòt moun pa konnen. Chèn ekipman semi-kondiktè a se yon machin tan ki ka predi lavni. Lavni ou ka pase yon lòt moun. Pandan ke nou pa toujou jwenn repons, nou prèske toujou jwenn kesyon ki vo lapenn.