தொழில்துறை செய்திகள்: GPU சிலிக்கான் வேஃபர்களுக்கான தேவையை அதிகரிக்கிறது

சிலிக்கான் பூமியில் ஆக்ஸிஜனுக்குப் பிறகு இரண்டாவது பொதுவான பொருளாகும், மேலும் பிரபஞ்சத்தில் ஏழாவது பொதுவான பொருளாகும். சிலிக்கான் ஒரு குறைக்கடத்தி, அதாவது கடத்திகள் (செம்பு போன்றவை) மற்றும் மின்கடத்திகள் (கண்ணாடி போன்றவை) இடையே மின் பண்புகளைக் கொண்டுள்ளது. சிலிக்கான் கட்டமைப்பில் ஒரு சிறிய அளவு வெளிநாட்டு அணுக்கள் அதன் நடத்தையை அடிப்படையில் மாற்றக்கூடும், எனவே குறைக்கடத்தி-தர சிலிக்கானின் தூய்மை வியக்கத்தக்க வகையில் அதிகமாக இருக்க வேண்டும். மின்னணு-தர சிலிக்கானுக்கு ஏற்றுக்கொள்ளக்கூடிய குறைந்தபட்ச தூய்மை 99.999999% ஆகும்.

இதன் பொருள் ஒவ்வொரு பத்து பில்லியன் அணுக்களுக்கும் ஒரு சிலிக்கான் அல்லாத அணு மட்டுமே அனுமதிக்கப்படுகிறது. நல்ல குடிநீர் 40 மில்லியன் நீர் அல்லாத மூலக்கூறுகளை அனுமதிக்கிறது, இது குறைக்கடத்தி தர சிலிக்கானை விட 50 மில்லியன் மடங்கு குறைவான தூய்மையானது.

வெற்று சிலிக்கான் வேஃபர் உற்பத்தியாளர்கள் உயர்-தூய்மை சிலிக்கானை சரியான ஒற்றை-படிக அமைப்புகளாக மாற்ற வேண்டும். இது ஒரு ஒற்றை தாய் படிகத்தை பொருத்தமான வெப்பநிலையில் உருகிய சிலிக்கானாக அறிமுகப்படுத்துவதன் மூலம் செய்யப்படுகிறது. புதிய மகள் படிகங்கள் தாய் படிகத்தைச் சுற்றி வளரத் தொடங்கும் போது, ​​உருகிய சிலிக்கானிலிருந்து சிலிக்கான் இங்காட் மெதுவாக உருவாகிறது. செயல்முறை மெதுவாக உள்ளது மற்றும் ஒரு வாரம் ஆகலாம். முடிக்கப்பட்ட சிலிக்கான் இங்காட் சுமார் 100 கிலோகிராம் எடை கொண்டது மற்றும் 3,000 க்கும் மேற்பட்ட செதில்களை உருவாக்க முடியும்.

மிக நுண்ணிய வைர கம்பியைப் பயன்படுத்தி செதில்கள் மெல்லிய துண்டுகளாக வெட்டப்படுகின்றன. சிலிக்கான் வெட்டும் கருவிகளின் துல்லியம் மிக அதிகமாக உள்ளது, மேலும் ஆபரேட்டர்கள் தொடர்ந்து கண்காணிக்கப்பட வேண்டும், இல்லையெனில் அவர்கள் தங்கள் தலைமுடியில் முட்டாள்தனமான செயல்களைச் செய்ய கருவிகளைப் பயன்படுத்தத் தொடங்குவார்கள். சிலிக்கான் செதில்களின் உற்பத்திக்கான சுருக்கமான அறிமுகம் மிகவும் எளிமைப்படுத்தப்பட்டுள்ளது மற்றும் மேதைகளின் பங்களிப்புகளை முழுமையாகப் பாராட்டவில்லை; ஆனால் சிலிக்கான் செதில் வணிகத்தைப் பற்றிய ஆழமான புரிதலுக்கான பின்னணியை இது வழங்கும் என்று நம்பப்படுகிறது.

சிலிக்கான் வேஃபர்களின் விநியோகம் மற்றும் தேவை உறவு

சிலிக்கான் வேஃபர் சந்தை நான்கு நிறுவனங்களால் ஆதிக்கம் செலுத்தப்படுகிறது. நீண்ட காலமாக, சந்தை விநியோகத்திற்கும் தேவைக்கும் இடையில் ஒரு நுட்பமான சமநிலையில் உள்ளது.
2023 ஆம் ஆண்டில் குறைக்கடத்தி விற்பனையில் ஏற்பட்ட சரிவு சந்தையை அதிகப்படியான விநியோக நிலையில் இருக்க வழிவகுத்தது, இதனால் சிப் உற்பத்தியாளர்களின் உள் மற்றும் வெளிப்புற சரக்குகள் அதிகமாக உள்ளன. இருப்பினும், இது ஒரு தற்காலிக சூழ்நிலை மட்டுமே. சந்தை மீண்டு வருவதால், தொழில் விரைவில் திறனின் விளிம்பிற்குத் திரும்பும், மேலும் AI புரட்சியால் ஏற்படும் கூடுதல் தேவையை பூர்த்தி செய்ய வேண்டும். பாரம்பரிய CPU-அடிப்படையிலான கட்டமைப்பிலிருந்து துரிதப்படுத்தப்பட்ட கணினிமயமாக்கலுக்கு மாறுவது முழுத் துறையிலும் தாக்கத்தை ஏற்படுத்தும், இருப்பினும், இது குறைக்கடத்தித் துறையின் குறைந்த மதிப்புள்ள பிரிவுகளில் தாக்கத்தை ஏற்படுத்தக்கூடும்.

கிராபிக்ஸ் செயலாக்க அலகு (GPU) கட்டமைப்புகளுக்கு அதிக சிலிக்கான் பகுதி தேவைப்படுகிறது.

செயல்திறனுக்கான தேவை அதிகரிக்கும் போது, ​​GPU உற்பத்தியாளர்கள் GPU-களில் இருந்து அதிக செயல்திறனை அடைய சில வடிவமைப்பு வரம்புகளைக் கடக்க வேண்டும். வெளிப்படையாக, சிப்பை பெரிதாக்குவது அதிக செயல்திறனை அடைய ஒரு வழியாகும், ஏனெனில் எலக்ட்ரான்கள் வெவ்வேறு சில்லுகளுக்கு இடையில் நீண்ட தூரம் பயணிக்க விரும்புவதில்லை, இது செயல்திறனைக் கட்டுப்படுத்துகிறது. இருப்பினும், சிப்பை பெரிதாக்குவதற்கு ஒரு நடைமுறை வரம்பு உள்ளது, இது "விழித்திரை வரம்பு" என்று அழைக்கப்படுகிறது.

லித்தோகிராஃபி வரம்பு என்பது குறைக்கடத்தி உற்பத்தியில் பயன்படுத்தப்படும் லித்தோகிராஃபி இயந்திரத்தில் ஒரே படியில் வெளிப்படும் ஒரு சிப்பின் அதிகபட்ச அளவைக் குறிக்கிறது. இந்த வரம்பு லித்தோகிராஃபி உபகரணங்களின் அதிகபட்ச காந்தப்புல அளவால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது, குறிப்பாக லித்தோகிராஃபி செயல்பாட்டில் பயன்படுத்தப்படும் ஸ்டெப்பர் அல்லது ஸ்கேனர். சமீபத்திய தொழில்நுட்பத்திற்கு, முகமூடி வரம்பு பொதுவாக 858 சதுர மில்லிமீட்டர்களாக இருக்கும். இந்த அளவு வரம்பு மிகவும் முக்கியமானது, ஏனெனில் இது ஒரு வெளிப்பாட்டில் வேஃபரில் வடிவமைக்கக்கூடிய அதிகபட்ச பகுதியை தீர்மானிக்கிறது. வேஃபர் இந்த வரம்பை விட பெரியதாக இருந்தால், வேஃபரை முழுமையாக வடிவமைக்க பல வெளிப்பாடுகள் தேவைப்படும், இது சிக்கலான தன்மை மற்றும் சீரமைப்பு சவால்கள் காரணமாக வெகுஜன உற்பத்திக்கு சாத்தியமற்றது. புதிய GB200, துகள் அளவு வரம்புகளைக் கொண்ட இரண்டு சிப் அடி மூலக்கூறுகளை ஒரு சிலிக்கான் இடை அடுக்கில் இணைத்து, இரண்டு மடங்கு பெரிய ஒரு சூப்பர்-துகள்-வரையறுக்கப்பட்ட அடி மூலக்கூறை உருவாக்குவதன் மூலம் இந்த வரம்பைக் கடக்கும். மற்ற செயல்திறன் வரம்புகள் நினைவகத்தின் அளவு மற்றும் அந்த நினைவகத்திற்கான தூரம் (அதாவது நினைவக அலைவரிசை). புதிய GPU கட்டமைப்புகள் இரண்டு GPU சில்லுகளுடன் ஒரே சிலிக்கான் இடைமுகத்தில் நிறுவப்பட்ட அடுக்கப்பட்ட உயர்-அலைவரிசை நினைவகத்தை (HBM) பயன்படுத்துவதன் மூலம் இந்த சிக்கலை சமாளிக்கின்றன. சிலிக்கான் கண்ணோட்டத்தில், HBM இல் உள்ள சிக்கல் என்னவென்றால், உயர் அலைவரிசைக்குத் தேவையான உயர்-இணை இடைமுகம் காரணமாக, ஒவ்வொரு சிலிக்கான் பகுதியும் பாரம்பரிய DRAM ஐ விட இரண்டு மடங்கு அதிகமாகும். HBM ஒவ்வொரு அடுக்கிலும் ஒரு லாஜிக் கண்ட்ரோல் சிப்பை ஒருங்கிணைத்து, சிலிக்கான் பகுதியை அதிகரிக்கிறது. 2.5D GPU கட்டமைப்பில் பயன்படுத்தப்படும் சிலிக்கான் பகுதி பாரம்பரிய 2.0D கட்டமைப்பை விட 2.5 முதல் 3 மடங்கு அதிகமாக இருப்பதாக ஒரு தோராயமான கணக்கீடு காட்டுகிறது. முன்னர் குறிப்பிட்டபடி, ஃபவுண்டரி நிறுவனங்கள் இந்த மாற்றத்திற்கு தயாராக இல்லாவிட்டால், சிலிக்கான் வேஃபர் திறன் மீண்டும் மிகவும் இறுக்கமாக மாறக்கூடும்.

சிலிக்கான் வேஃபர் சந்தையின் எதிர்கால திறன்

குறைக்கடத்தி உற்பத்தியின் மூன்று விதிகளில் முதலாவது, குறைந்த அளவு பணம் கிடைக்கும்போது அதிக பணம் முதலீடு செய்யப்பட வேண்டும் என்பதாகும். இது தொழில்துறையின் சுழற்சி இயல்பு காரணமாகும், மேலும் குறைக்கடத்தி நிறுவனங்கள் இந்த விதியைப் பின்பற்றுவதில் சிரமப்படுகின்றன. படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, பெரும்பாலான சிலிக்கான் வேஃபர் உற்பத்தியாளர்கள் இந்த மாற்றத்தின் தாக்கத்தை உணர்ந்துள்ளனர் மற்றும் கடந்த சில காலாண்டுகளில் அவர்களின் மொத்த காலாண்டு மூலதனச் செலவினங்களை கிட்டத்தட்ட மூன்று மடங்காக அதிகரித்துள்ளனர். கடினமான சந்தை நிலைமைகள் இருந்தபோதிலும், இது இன்னும் அப்படியே உள்ளது. இன்னும் சுவாரஸ்யமான விஷயம் என்னவென்றால், இந்தப் போக்கு நீண்ட காலமாக நடந்து வருகிறது. சிலிக்கான் வேஃபர் நிறுவனங்கள் அதிர்ஷ்டசாலிகள் அல்லது மற்றவர்களுக்குத் தெரியாத ஒன்றை அறிந்திருக்கின்றன. குறைக்கடத்தி விநியோகச் சங்கிலி என்பது எதிர்காலத்தை கணிக்கக்கூடிய ஒரு கால இயந்திரம். உங்கள் எதிர்காலம் வேறொருவரின் கடந்த காலமாக இருக்கலாம். நமக்கு எப்போதும் பதில்கள் கிடைக்காது என்றாலும், கிட்டத்தட்ட எப்போதும் பயனுள்ள கேள்விகளைப் பெறுகிறோம்.