Глыбока ў ланцужку паставак некаторыя чараўнікі ператвараюць пясок у дасканалыя крэмніевыя крышталічныя дыскі з алмазнай структурай, якія важныя для ўсёй ланцужкі паставак паўправаднікоў.Яны ўваходзяць у ланцужок паставак паўправаднікоў, які павялічвае кошт «крамянёвага пяску» амаль у тысячу разоў.Слабы бляск, які вы бачыце на пляжы, - гэта крэмній.Крэмній - гэта складаны крышталь з далікатнасцю і цвёрдым металам (металічныя і неметалічныя ўласцівасці).Крэмній паўсюль.
Крэмній з'яўляецца другім найбольш распаўсюджаным матэрыялам на Зямлі пасля кіслароду і сёмым найбольш распаўсюджаным матэрыялам у Сусвеце.Крэмній з'яўляецца паўправадніком, што азначае, што ён валодае электрычнымі ўласцівасцямі паміж праваднікамі (напрыклад, меддзю) і ізалятарамі (напрыклад, шклом).Невялікая колькасць старонніх атамаў у структуры крэмнію можа фундаментальна змяніць яго паводзіны, таму чысціня паўправадніковага крэмнію павінна быць надзвычай высокай.Дапушчальная мінімальная чысціня для электроннага крэмнія складае 99,999999%.
Гэта азначае, што на кожныя дзесяць мільярдаў атамаў дапускаецца толькі адзін некрэмніевы атам.Добрая пітная вада дазваляе ўтрымліваць 40 мільёнаў неводных малекул, што ў 50 мільёнаў разоў менш чыстае, чым паўправадніковы крэмній.
Вытворцы чыстых крамянёвых пласцін павінны пераўтварыць крэмній высокай чысціні ў ідэальныя монакрышталічныя структуры.Гэта робіцца шляхам увядзення аднаго маткавага крышталя ў расплаўлены крэмній пры адпаведнай тэмпературы.Калі новыя даччыныя крышталі пачынаюць расці вакол мацярынскага крышталя, крэмніевы злітак павольна фармуецца з расплаўленага крэмнію.Працэс павольны і можа заняць тыдзень.Гатовы крэмніевы злітак важыць каля 100 кілаграмаў, з яго можна зрабіць больш за 3000 пласцін.
Вафлі наразаюцца тонкімі лустачкамі з дапамогай вельмі тонкай алмазнай дроту.Дакладнасць крамянёвых рэжучых інструментаў вельмі высокая, і за аператарамі трэба пастаянна назіраць, інакш яны пачнуць выкарыстоўваць інструменты, каб рабіць глупствы са сваімі валасамі.Кароткае ўвядзенне ў вытворчасць крамянёвых пласцін занадта спрошчанае і не цалкам улічвае ўклад геніяў;але мы спадзяемся, што гэта дасць аснову для больш глыбокага разумення бізнесу крамянёвых пласцін.
Суадносіны попыту і прапановы крамянёвых пласцін
На рынку крамянёвых пласцін дамінуюць чатыры кампаніі.Доўгі час рынак знаходзіцца ў тонкай раўнавазе паміж попытам і прапановай.
Зніжэнне продажаў паўправаднікоў у 2023 годзе прывяло да таго, што рынак апынуўся ў стане празмернасці прапановы, у выніку чаго ўнутраныя і знешнія запасы вытворцаў чыпаў былі высокімі.Аднак гэта толькі часовая сітуацыя.Калі рынак аднаўляецца, галіна хутка вернецца да мяжы сваіх магчымасцей і павінна задаволіць дадатковы попыт, выкліканы рэвалюцыяй штучнага інтэлекту.Пераход ад традыцыйнай архітэктуры на аснове цэнтральнага працэсара да паскораных вылічэнняў паўплывае на ўсю галіну, паколькі, аднак, гэта можа паўплываць на малакаштоўныя сегменты паўправадніковай прамысловасці.
Архітэктуры графічных працэсараў (GPU) патрабуюць большай плошчы крэмнія
Па меры павелічэння попыту на прадукцыйнасць вытворцы графічных працэсараў павінны пераадолець некаторыя канструктыўныя абмежаванні, каб дасягнуць больш высокай прадукцыйнасці графічных працэсараў.Відавочна, што павелічэнне памеру чыпа - адзін са спосабаў дасягнуць больш высокай прадукцыйнасці, бо электроны не любяць перамяшчацца на вялікія адлегласці паміж рознымі чыпамі, што абмяжоўвае прадукцыйнасць.Аднак існуе практычнае абмежаванне для павелічэння чыпа, вядомае як "ліміт сятчаткі".
Абмежаванне літаграфіі адносіцца да максімальнага памеру чыпа, які можа быць экспанаваны за адзін крок у літаграфічнай машыне, якая выкарыстоўваецца ў вытворчасці паўправаднікоў.Гэта абмежаванне вызначаецца максімальным памерам магнітнага поля літаграфічнага абсталявання, асабліва крокавага сканера або сканера, якія выкарыстоўваюцца ў працэсе літаграфіі.Для найноўшых тэхналогій ліміт маскі звычайна складае каля 858 квадратных міліметраў.Гэта абмежаванне памеру вельмі важнае, таму што яно вызначае максімальную плошчу, якую можна нанесці на пласціну за адзін раз.Калі памер пласціны перавышае гэты ліміт, для поўнага ўзору пласціны спатрэбіцца некалькі экспазіцый, што немэтазгодна для масавай вытворчасці з-за складанасці і праблем з выраўноўваннем.Новы GB200 пераадолее гэтае абмежаванне шляхам аб'яднання дзвюх падкладак чыпаў з абмежаваннямі памеру часціц у крамянёвы праслойку, утвараючы падкладку з абмежаваным колькасцю звышчасціц, якая ў два разы большая.Іншыя абмежаванні прадукцыйнасці - гэта аб'ём памяці і адлегласць да гэтай памяці (г.зн. прапускная здольнасць памяці).Новыя архітэктуры графічных працэсараў пераадольваюць гэтую праблему, выкарыстоўваючы стэкаваную памяць з высокай прапускной здольнасцю (HBM), якая ўсталёўваецца на той жа крамянёвы інтэрпазер з двума чыпамі графічнага працэсара.З пункту гледжання крэмнію, праблема з HBM заключаецца ў тым, што кожны біт крамянёвай плошчы ў два разы перавышае традыцыйную DRAM з-за высокапаралельнага інтэрфейсу, неабходнага для высокай прапускной здольнасці.HBM таксама інтэгруе мікрасхему лагічнага кіравання ў кожны стэк, павялічваючы плошчу крэмнія.Прыблізныя падлікі паказваюць, што плошча крэмнія, якая выкарыстоўваецца ў архітэктуры графічнага працэсара 2.5D, у 2,5-3 разы большая, чым у традыцыйнай архітэктуры 2.0D.Як згадвалася раней, калі ліцейныя кампаніі не будуць гатовыя да гэтай змены, магутнасць крамянёвай пласціны можа зноў стаць вельмі вузкай.
Будучая ёмістасць рынку крамянёвых пласцін
Першы з трох законаў вытворчасці паўправаднікоў заключаецца ў тым, што больш за ўсё грошай трэба ўкласці тады, калі даступна найменшая колькасць грошай.Гэта звязана з цыклічным характарам галіны, і паўправадніковым кампаніям цяжка прытрымлівацца гэтага правіла.Як паказана на малюнку, большасць вытворцаў крамянёвых пласцін прызналі ўплыў гэтай змены і амаль утрая павялічылі свае агульныя квартальныя капітальныя выдаткі за апошнія некалькі кварталаў.Нягледзячы на няпростую рынкавую кан'юнктуру, гэта ўсё яшчэ так.Што яшчэ больш цікава, гэтая тэндэнцыя доўжыцца ўжо даўно.Кампаніям, якія займаюцца вырабам крамянёвых пласцін, пашанцавала або ведаюць тое, чаго не ведаюць іншыя.Ланцуг паставак паўправаднікоў - гэта машына часу, якая можа прадказваць будучыню.Ваша будучыня можа быць чыімсьці мінулым.Хоць мы не заўсёды атрымліваем адказы, мы амаль заўсёды атрымліваем вартыя ўвагі пытанні.
Час публікацыі: 17 чэрвеня 2024 г