വ്യവസായ വാർത്തകൾ: ജിപിയു സിലിക്കൺ വേഫറുകളുടെ ആവശ്യം വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു

ഓക്സിജൻ കഴിഞ്ഞാൽ ഭൂമിയിലെ ഏറ്റവും സാധാരണമായ രണ്ടാമത്തെ വസ്തുവാണ് സിലിക്കൺ, പ്രപഞ്ചത്തിലെ ഏറ്റവും സാധാരണമായ ഏഴാമത്തെ വസ്തുവാണ്.സിലിക്കൺ ഒരു അർദ്ധചാലകമാണ്, അതായത് ചാലകങ്ങൾക്കും (ചെമ്പ് പോലുള്ളവ) ഇൻസുലേറ്ററുകൾക്കും (ഗ്ലാസ് പോലുള്ളവ) ഇടയിൽ വൈദ്യുത ഗുണങ്ങളുണ്ട്.സിലിക്കൺ ഘടനയിലെ ചെറിയ അളവിലുള്ള വിദേശ ആറ്റങ്ങൾക്ക് അതിൻ്റെ സ്വഭാവത്തെ അടിസ്ഥാനപരമായി മാറ്റാൻ കഴിയും, അതിനാൽ അർദ്ധചാലക-ഗ്രേഡ് സിലിക്കണിൻ്റെ പരിശുദ്ധി അതിശയകരമാംവിധം ഉയർന്നതായിരിക്കണം.ഇലക്ട്രോണിക്-ഗ്രേഡ് സിലിക്കണിൻ്റെ സ്വീകാര്യമായ ഏറ്റവും കുറഞ്ഞ പരിശുദ്ധി 99.999999% ആണ്.

ഇതിനർത്ഥം ഓരോ പത്ത് ബില്യൺ ആറ്റങ്ങൾക്കും ഒരു നോൺ-സിലിക്കൺ ആറ്റം മാത്രമേ അനുവദിക്കൂ.നല്ല കുടിവെള്ളം 40 ദശലക്ഷം നോൺ-വാട്ടർ തന്മാത്രകളെ അനുവദിക്കുന്നു, ഇത് അർദ്ധചാലക-ഗ്രേഡ് സിലിക്കണേക്കാൾ 50 ദശലക്ഷം മടങ്ങ് കുറവാണ്.

ബ്ലാങ്ക് സിലിക്കൺ വേഫർ നിർമ്മാതാക്കൾ ഉയർന്ന ശുദ്ധിയുള്ള സിലിക്കണിനെ തികഞ്ഞ ഒറ്റ-ക്രിസ്റ്റൽ ഘടനകളാക്കി മാറ്റണം.അനുയോജ്യമായ ഊഷ്മാവിൽ ഉരുകിയ സിലിക്കണിലേക്ക് ഒരൊറ്റ മദർ ക്രിസ്റ്റൽ അവതരിപ്പിച്ചുകൊണ്ടാണ് ഇത് ചെയ്യുന്നത്.മദർ ക്രിസ്റ്റലിന് ചുറ്റും പുതിയ മകൾ പരലുകൾ വളരാൻ തുടങ്ങുമ്പോൾ, ഉരുകിയ സിലിക്കണിൽ നിന്ന് സിലിക്കൺ ഇൻഗോട്ട് പതുക്കെ രൂപം കൊള്ളുന്നു.പ്രക്രിയ മന്ദഗതിയിലാണ്, ഒരാഴ്ച എടുത്തേക്കാം.പൂർത്തിയായ സിലിക്കൺ ഇൻഗോട്ടിന് ഏകദേശം 100 കിലോഗ്രാം ഭാരമുണ്ട്, കൂടാതെ 3,000-ത്തിലധികം വേഫറുകൾ നിർമ്മിക്കാൻ കഴിയും.

വളരെ സൂക്ഷ്മമായ ഡയമണ്ട് വയർ ഉപയോഗിച്ച് വേഫറുകൾ നേർത്ത കഷ്ണങ്ങളാക്കി മുറിക്കുന്നു.സിലിക്കൺ കട്ടിംഗ് ടൂളുകളുടെ കൃത്യത വളരെ ഉയർന്നതാണ്, കൂടാതെ ഓപ്പറേറ്റർമാർ നിരന്തരം നിരീക്ഷിക്കപ്പെടണം, അല്ലെങ്കിൽ അവർ അവരുടെ മുടിയിൽ മണ്ടത്തരങ്ങൾ ചെയ്യാൻ ഉപകരണങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കാൻ തുടങ്ങും.സിലിക്കൺ വേഫറുകളുടെ നിർമ്മാണത്തെക്കുറിച്ചുള്ള ഹ്രസ്വമായ ആമുഖം വളരെ ലളിതമാണ്, മാത്രമല്ല പ്രതിഭകളുടെ സംഭാവനകളെ പൂർണ്ണമായി കണക്കാക്കുന്നില്ല;എന്നാൽ സിലിക്കൺ വേഫർ ബിസിനസിനെക്കുറിച്ച് കൂടുതൽ ആഴത്തിൽ മനസ്സിലാക്കുന്നതിനുള്ള ഒരു പശ്ചാത്തലം നൽകുമെന്ന് പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു.

സിലിക്കൺ വേഫറുകളുടെ വിതരണവും ഡിമാൻഡും തമ്മിലുള്ള ബന്ധം

സിലിക്കൺ വേഫർ വിപണിയിൽ നാല് കമ്പനികളാണ് ആധിപത്യം പുലർത്തുന്നത്.വളരെക്കാലമായി, വിപണി വിതരണവും ആവശ്യവും തമ്മിലുള്ള സൂക്ഷ്മമായ സന്തുലിതാവസ്ഥയിലാണ്.
2023-ലെ അർദ്ധചാലക വിൽപ്പനയിലെ ഇടിവ് വിപണിയെ അമിതമായി വിതരണം ചെയ്യുന്ന അവസ്ഥയിലേക്ക് നയിച്ചു, ഇത് ചിപ്പ് നിർമ്മാതാക്കളുടെ ആന്തരികവും ബാഹ്യവുമായ ഇൻവെൻ്ററികൾ ഉയർന്നതിലേക്ക് നയിച്ചു.എന്നിരുന്നാലും, ഇത് ഒരു താൽക്കാലിക സാഹചര്യം മാത്രമാണ്.വിപണി വീണ്ടെടുക്കുന്നതിനനുസരിച്ച്, വ്യവസായം ഉടൻ തന്നെ ശേഷിയുടെ അരികിലേക്ക് മടങ്ങും, കൂടാതെ AI വിപ്ലവം കൊണ്ടുവന്ന അധിക ആവശ്യം നിറവേറ്റുകയും വേണം.പരമ്പരാഗത സിപിയു അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ആർക്കിടെക്ചറിൽ നിന്ന് ത്വരിതപ്പെടുത്തിയ കമ്പ്യൂട്ടിംഗിലേക്കുള്ള മാറ്റം മുഴുവൻ വ്യവസായത്തിലും സ്വാധീനം ചെലുത്തും, എന്നിരുന്നാലും, അർദ്ധചാലക വ്യവസായത്തിൻ്റെ കുറഞ്ഞ മൂല്യമുള്ള വിഭാഗങ്ങളിൽ ഇത് സ്വാധീനം ചെലുത്തിയേക്കാം.

ഗ്രാഫിക്സ് പ്രോസസ്സിംഗ് യൂണിറ്റ് (ജിപിയു) ആർക്കിടെക്ചറുകൾക്ക് കൂടുതൽ സിലിക്കൺ ഏരിയ ആവശ്യമാണ്

പ്രകടനത്തിനുള്ള ആവശ്യം വർദ്ധിക്കുന്നതിനനുസരിച്ച്, GPU-കളിൽ നിന്ന് ഉയർന്ന പ്രകടനം നേടുന്നതിന് GPU നിർമ്മാതാക്കൾ ചില ഡിസൈൻ പരിമിതികൾ മറികടക്കേണ്ടതുണ്ട്.വ്യക്തമായും, ചിപ്പ് വലുതാക്കുന്നത് ഉയർന്ന പ്രകടനം നേടാനുള്ള ഒരു മാർഗമാണ്, കാരണം ഇലക്ട്രോണുകൾ വ്യത്യസ്ത ചിപ്പുകൾക്കിടയിൽ ദീർഘദൂരം സഞ്ചരിക്കാൻ ഇഷ്ടപ്പെടുന്നില്ല, ഇത് പ്രകടനത്തെ പരിമിതപ്പെടുത്തുന്നു.എന്നിരുന്നാലും, "റെറ്റിന പരിധി" എന്നറിയപ്പെടുന്ന ചിപ്പ് വലുതാക്കുന്നതിന് പ്രായോഗിക പരിമിതിയുണ്ട്.

അർദ്ധചാലക നിർമ്മാണത്തിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന ഒരു ലിത്തോഗ്രാഫി മെഷീനിൽ ഒരൊറ്റ ഘട്ടത്തിൽ തുറന്നുകാട്ടാൻ കഴിയുന്ന ഒരു ചിപ്പിൻ്റെ പരമാവധി വലുപ്പത്തെ ലിത്തോഗ്രാഫി പരിധി സൂചിപ്പിക്കുന്നു.ഈ പരിമിതി നിർണ്ണയിക്കുന്നത് ലിത്തോഗ്രാഫി ഉപകരണങ്ങളുടെ, പ്രത്യേകിച്ച് ലിത്തോഗ്രാഫി പ്രക്രിയയിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന സ്റ്റെപ്പർ അല്ലെങ്കിൽ സ്കാനറിൻ്റെ പരമാവധി കാന്തികക്ഷേത്ര വലുപ്പമാണ്.ഏറ്റവും പുതിയ സാങ്കേതികവിദ്യയ്ക്ക്, മാസ്ക് പരിധി സാധാരണയായി 858 ചതുരശ്ര മില്ലിമീറ്ററാണ്.ഈ വലുപ്പ പരിമിതി വളരെ പ്രധാനമാണ്, കാരണം ഒരൊറ്റ എക്സ്പോഷറിൽ വേഫറിൽ പാറ്റേൺ ചെയ്യാൻ കഴിയുന്ന പരമാവധി പ്രദേശം ഇത് നിർണ്ണയിക്കുന്നു.വേഫർ ഈ പരിധിയേക്കാൾ വലുതാണെങ്കിൽ, വേഫർ പൂർണ്ണമായി പാറ്റേൺ ചെയ്യാൻ ഒന്നിലധികം എക്സ്പോഷറുകൾ ആവശ്യമായി വരും, സങ്കീർണ്ണതയും വിന്യാസ വെല്ലുവിളികളും കാരണം വൻതോതിലുള്ള ഉൽപ്പാദനത്തിന് ഇത് അപ്രായോഗികമാണ്.പുതിയ GB200 ഈ പരിമിതിയെ മറികടക്കും, രണ്ട് ചിപ്പ് സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റുകളും കണികാ വലിപ്പ പരിമിതികളും ഒരു സിലിക്കൺ ഇൻ്റർലെയറിലേക്ക് സംയോജിപ്പിച്ച് ഇരട്ടി വലിപ്പമുള്ള ഒരു സൂപ്പർ കണിക-പരിമിതമായ സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റ് രൂപീകരിക്കും.മെമ്മറിയുടെ അളവും ആ മെമ്മറിയിലേക്കുള്ള ദൂരവുമാണ് (അതായത് മെമ്മറി ബാൻഡ്‌വിഡ്ത്ത്) മറ്റ് പ്രകടന പരിമിതികൾ.രണ്ട് ജിപിയു ചിപ്പുകളുള്ള ഒരേ സിലിക്കൺ ഇൻ്റർപോസറിൽ ഇൻസ്റ്റാൾ ചെയ്തിട്ടുള്ള ഉയർന്ന ബാൻഡ്‌വിഡ്ത്ത് മെമ്മറി (എച്ച്ബിഎം) ഉപയോഗിച്ച് പുതിയ ജിപിയു ആർക്കിടെക്ചറുകൾ ഈ പ്രശ്നം മറികടക്കുന്നു.ഒരു സിലിക്കൺ വീക്ഷണകോണിൽ, ഉയർന്ന ബാൻഡ്‌വിഡ്‌ത്തിന് ആവശ്യമായ ഉയർന്ന സമാന്തര ഇൻ്റർഫേസ് കാരണം ഓരോ ബിറ്റ് സിലിക്കൺ ഏരിയയും പരമ്പരാഗത DRAM-ൻ്റെ ഇരട്ടിയാണ് എന്നതാണ് HBM-ൻ്റെ പ്രശ്നം.HBM ഓരോ സ്റ്റാക്കിലേക്കും ഒരു ലോജിക് കൺട്രോൾ ചിപ്പ് സംയോജിപ്പിച്ച് സിലിക്കൺ ഏരിയ വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു.2.5 ഡി ജിപിയു ആർക്കിടെക്ചറിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന സിലിക്കൺ ഏരിയ പരമ്പരാഗത 2.0 ഡി ആർക്കിടെക്ചറിൻ്റെ 2.5 മുതൽ 3 മടങ്ങ് വരെയാണെന്ന് ഒരു ഏകദേശ കണക്കുകൂട്ടൽ കാണിക്കുന്നു.നേരത്തെ സൂചിപ്പിച്ചതുപോലെ, ഫൗണ്ടറി കമ്പനികൾ ഈ മാറ്റത്തിന് തയ്യാറായില്ലെങ്കിൽ, സിലിക്കൺ വേഫർ കപ്പാസിറ്റി വീണ്ടും വളരെ ഇറുകിയേക്കാം.

സിലിക്കൺ വേഫർ മാർക്കറ്റിൻ്റെ ഭാവി ശേഷി

അർദ്ധചാലക നിർമ്മാണത്തിൻ്റെ മൂന്ന് നിയമങ്ങളിൽ ആദ്യത്തേത് ഏറ്റവും കുറഞ്ഞ തുക ലഭ്യമാകുമ്പോൾ ഏറ്റവും കൂടുതൽ പണം നിക്ഷേപിക്കേണ്ടതുണ്ട് എന്നതാണ്.വ്യവസായത്തിൻ്റെ ചാക്രിക സ്വഭാവമാണ് ഇതിന് കാരണം, അർദ്ധചാലക കമ്പനികൾക്ക് ഈ നിയമം പാലിക്കാൻ പ്രയാസമാണ്.ചിത്രത്തിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, മിക്ക സിലിക്കൺ വേഫർ നിർമ്മാതാക്കളും ഈ മാറ്റത്തിൻ്റെ ആഘാതം തിരിച്ചറിയുകയും കഴിഞ്ഞ ഏതാനും പാദങ്ങളിൽ അവരുടെ മൊത്തം ത്രൈമാസ മൂലധനച്ചെലവ് ഏതാണ്ട് മൂന്നിരട്ടിയാക്കുകയും ചെയ്തിട്ടുണ്ട്.ബുദ്ധിമുട്ടുള്ള വിപണി സാഹചര്യങ്ങൾ ഉണ്ടായിരുന്നിട്ടും, ഇത് ഇപ്പോഴും അങ്ങനെ തന്നെ.അതിലും രസകരമായ കാര്യം, ഈ പ്രവണത വളരെക്കാലമായി തുടരുന്നു എന്നതാണ്.സിലിക്കൺ വേഫർ കമ്പനികൾ ഭാഗ്യവാന്മാർ അല്ലെങ്കിൽ മറ്റുള്ളവർക്ക് അറിയാത്തത്.അർദ്ധചാലക വിതരണ ശൃംഖല ഭാവി പ്രവചിക്കാൻ കഴിയുന്ന ഒരു സമയ യന്ത്രമാണ്.നിങ്ങളുടെ ഭാവി മറ്റൊരാളുടെ ഭൂതകാലമായിരിക്കാം.ഞങ്ങൾക്ക് എല്ലായ്പ്പോഴും ഉത്തരങ്ങൾ ലഭിക്കുന്നില്ലെങ്കിലും, എല്ലായ്പ്പോഴും മൂല്യവത്തായ ചോദ്യങ്ങൾ നമുക്ക് ലഭിക്കും.