Təchizat zəncirinin dərinliklərində bəzi sehrbazlar qumu bütün yarımkeçirici tədarük zənciri üçün vacib olan mükəmməl almaz quruluşlu silikon kristal disklərə çevirir.Onlar "silikon qumun" dəyərini təxminən min dəfə artıran yarımkeçirici təchizat zəncirinin bir hissəsidir.Sahildə gördüyünüz zəif parıltı silikondur.Silikon kövrəkliyə və bərk metala (metal və qeyri-metal xassələrə) malik mürəkkəb kristaldır.Silikon hər yerdə var.
Silikon Yerdə oksigendən sonra ikinci, kainatda isə yeddinci ən çox yayılmış materialdır.Silikon yarımkeçiricidir, yəni keçiricilər (mis kimi) və izolyatorlar (məsələn, şüşə) arasında elektrik xüsusiyyətlərinə malikdir.Silikon strukturunda az miqdarda yad atomlar onun davranışını əsaslı şəkildə dəyişə bilər, buna görə də yarımkeçirici dərəcəli silikonun təmizliyi heyrətamiz dərəcədə yüksək olmalıdır.Elektron dərəcəli silisium üçün məqbul minimum təmizlik 99,999999% təşkil edir.
Bu o deməkdir ki, hər on milyard atom üçün yalnız bir qeyri-silisium atomuna icazə verilir.Yaxşı içməli su 40 milyon su olmayan molekula imkan verir ki, bu da yarımkeçirici dərəcəli silikondan 50 milyon dəfə az təmizdir.
Boş silikon vafli istehsalçıları yüksək saflıqda silikonu mükəmməl tək kristal strukturlara çevirməlidirlər.Bu, müvafiq temperaturda ərimiş silisiumun içinə tək ana kristalın daxil edilməsi ilə həyata keçirilir.Ana kristalın ətrafında yeni qız kristalları böyüməyə başlayanda, ərimiş silisiumdan yavaş-yavaş silikon külçə əmələ gəlir.Proses yavaşdır və bir həftə çəkə bilər.Hazır silikon külçənin çəkisi təxminən 100 kiloqramdır və 3000-dən çox vafli hazırlaya bilir.
Gofretlər çox incə almaz teldən istifadə edərək nazik dilimlərə kəsilir.Silikon kəsici alətlərin dəqiqliyi çox yüksəkdir və operatorlar daim nəzarətdə saxlanılmalıdır, əks halda onlar alətlərdən saçlarına axmaq şeylər etmək üçün istifadə etməyə başlayacaqlar.Silikon vaflilərin istehsalına qısa giriş çox sadələşdirilmişdir və dahilərin töhfələrini tam olaraq qiymətləndirmir;lakin silikon vafli biznesini daha dərindən başa düşmək üçün bir fon təmin edəcəyinə ümid edilir.
Silikon vaflilərin tələb və təklif əlaqəsi
Silikon vafli bazarında dörd şirkət üstünlük təşkil edir.Uzun müddətdir ki, bazar tələb və təklif arasında zərif tarazlıqdadır.
2023-cü ildə yarımkeçirici satışlarının azalması bazarın həddən artıq tədarük vəziyyətində olmasına gətirib çıxardı və bu, çip istehsalçılarının daxili və xarici ehtiyatlarının yüksək olmasına səbəb oldu.Ancaq bu, yalnız müvəqqəti bir vəziyyətdir.Bazar bərpa olunduqca, sənaye tezliklə gücün kənarına qayıdacaq və AI inqilabının gətirdiyi əlavə tələbi ödəməlidir.Ənənəvi CPU əsaslı arxitekturadan sürətlənmiş hesablamaya keçid bütün sənayeyə təsir göstərəcək, çünki bu, yarımkeçirici sənayenin aşağı dəyərli seqmentlərinə təsir göstərə bilər.
Graphics Processing Unit (GPU) arxitekturaları daha çox silikon sahəsi tələb edir
Performans tələbi artdıqca, GPU istehsalçıları GPU-lardan daha yüksək performans əldə etmək üçün bəzi dizayn məhdudiyyətlərini dəf etməlidirlər.Aydındır ki, çipin böyüdülməsi daha yüksək performansa nail olmağın bir yoludur, çünki elektronlar müxtəlif çiplər arasında uzun məsafə qət etməyi sevmir, bu da performansı məhdudlaşdırır.Bununla belə, "torlu qişanın həddi" kimi tanınan çipi daha böyük etmək üçün praktiki məhdudiyyət var.
Litoqrafiya həddi yarımkeçirici istehsalında istifadə edilən litoqrafiya maşınında bir addımda ifşa edilə bilən çipin maksimum ölçüsünə aiddir.Bu məhdudiyyət litoqrafiya avadanlığının, xüsusən də litoqrafiya prosesində istifadə olunan pilləli və ya skanerin maksimum maqnit sahəsinin ölçüsü ilə müəyyən edilir.Ən son texnologiya üçün maska limiti adətən 858 kvadrat millimetr civarındadır.Bu ölçü məhdudiyyəti çox vacibdir, çünki bir ekspozisiyada vaflidə naxışlana bilən maksimum sahəni müəyyən edir.Əgər vafli bu hədddən böyükdürsə, mürəkkəblik və hizalanma problemlərinə görə kütləvi istehsal üçün qeyri-mümkün olan vaflini tam naxışlamaq üçün çoxsaylı ekspozisiyalar tələb olunacaq.Yeni GB200, hissəcik ölçüsü məhdudiyyətləri olan iki çip substratını bir silikon interlayerinə birləşdirərək, iki dəfə böyük olan super hissəciklərlə məhdud substrat meydana gətirərək bu məhdudiyyəti aradan qaldıracaq.Digər performans məhdudiyyətləri yaddaşın miqdarı və həmin yaddaşa olan məsafədir (yəni yaddaşın ötürmə qabiliyyəti).Yeni GPU arxitekturaları bu problemi iki GPU çipi ilə eyni silikon interposerdə quraşdırılmış yığılmış yüksək bant genişliyi yaddaşından (HBM) istifadə etməklə aradan qaldırır.Silikon nöqteyi-nəzərdən HBM ilə bağlı problem yüksək bant genişliyi üçün tələb olunan yüksək paralel interfeysə görə hər bit silikon sahəsinin ənənəvi DRAM-dan iki dəfə olmasıdır.HBM, həmçinin silikon sahəsini artıraraq hər bir yığına məntiqi idarəetmə çipini birləşdirir.Təxmini hesablama göstərir ki, 2.5D GPU arxitekturasında istifadə olunan silikon sahəsi ənənəvi 2.0D arxitekturasından 2.5-3 dəfə çoxdur.Daha əvvəl qeyd edildiyi kimi, tökmə şirkətləri bu dəyişikliyə hazır olmasalar, silikon vafli tutumu yenidən çox sıxlaşa bilər.
Silikon vafli bazarının gələcək tutumu
Yarımkeçiricilərin istehsalının üç qanunundan birincisi ondan ibarətdir ki, ən az pul mövcud olduqda ən çox pul yatırılmalıdır.Bu, sənayenin tsiklik təbiəti ilə əlaqədardır və yarımkeçirici şirkətlər bu qaydaya riayət etməkdə çətinlik çəkirlər.Şəkildə göstərildiyi kimi, silisium vafli istehsalçılarının əksəriyyəti bu dəyişikliyin təsirini dərk etmiş və son bir neçə rübdə ümumi rüblük kapital xərclərini demək olar ki, üç dəfə artırmışdır.Çətin bazar şərtlərinə baxmayaraq, bu hələ də belədir.Daha maraqlısı odur ki, bu tendensiya uzun müddətdir ki, davam edir.Silikon vafli şirkətlər şanslıdır və ya başqalarının bilmədiyi bir şeyi bilirlər.Yarımkeçirici təchizat zənciri gələcəyi proqnozlaşdıra bilən zaman maşınıdır.Sizin gələcəyiniz başqasının keçmişi ola bilər.Həmişə cavab ala bilməsək də, demək olar ki, həmişə dəyərli suallar alırıq.
Göndərmə vaxtı: 17 iyun 2024-cü il