Փոխեք ջերմության ցրման նյութերը։ Սիլիցիումի կարբիդային հիմքի պահանջարկը պատրաստվում է պայթել։

Բովանդակության աղյուսակ

1. Արհեստական ​​​​չիպսերի ջերմության անջատման խոչընդոտը և սիլիցիումի կարբիդային նյութերի առաջընթացը

2. Սիլիցիումի կարբիդային հիմքերի բնութագրերը և տեխնիկական առավելությունները

3. NVIDIA-ի և TSMC-ի ռազմավարական ծրագրերը և համագործակցային մշակումը

4.​​Իրականացման ուղին և հիմնական տեխնիկական մարտահրավերները​​

5. Շուկայի հեռանկարները և հզորությունների ընդլայնումը

6. Ազդեցությունը մատակարարման շղթայի և կապակցված ընկերությունների աշխատանքի վրա

7. Սիլիցիումի կարբիդի լայն կիրառությունները և ընդհանուր շուկայի չափը

8. XKH-ի անհատականացված լուծումները և արտադրանքի աջակցությունը

Ապագա արհեստական ​​ինտելեկտի չիպերի ջերմության ցրման խոչընդոտը հաղթահարվում է սիլիցիումի կարբիդի (SiC) հիմքային նյութերի միջոցով։

Արտասահմանյան լրատվամիջոցների հաղորդագրությունների համաձայն, NVIDIA-ն նախատեսում է իր հաջորդ սերնդի պրոցեսորների CoWoS առաջադեմ փաթեթավորման գործընթացում միջանկյալ հիմքի նյութը փոխարինել սիլիցիումի կարբիդով: TSMC-ն հրավիրել է խոշոր արտադրողներին համատեղ մշակել SiC միջանկյալ հիմքերի արտադրական տեխնոլոգիաներ:

Հիմնական պատճառն այն է, որ ներկայիս արհեստական ​​ինտելեկտի չիպերի կատարողականի բարելավումը բախվել է ֆիզիկական սահմանափակումների: GPU-ի հզորության աճին զուգընթաց, մի քանի չիպերի ինտեգրումը սիլիցիումային միջադիրների մեջ առաջացնում է չափազանց բարձր ջերմության ցրման պահանջներ: Չիպերի ներսում առաջացող ջերմությունը մոտենում է իր սահմանին, և ավանդական սիլիցիումային միջադիրները չեն կարող արդյունավետորեն լուծել այս խնդիրը:

NVIDIA պրոցեսորները փոխում են ջերմության անջատման նյութերը։ Սիլիցիումի կարբիդի հիմքի պահանջարկը պայթելու է։ Սիլիցիումի կարբիդը լայն գոտիական բացվածքով կիսահաղորդիչ է, և դրա եզակի ֆիզիկական հատկությունները նրան զգալի առավելություններ են տալիս ծայրահեղ միջավայրերում՝ բարձր հզորությամբ և բարձր ջերմային հոսքով։ GPU-ի առաջադեմ փաթեթավորման մեջ այն առաջարկում է երկու հիմնական առավելություն.

1. Ջերմության անջատման ունակություն. Սիլիկոնային միջադիրները SiC միջադիրներով փոխարինելը կարող է ջերմային դիմադրությունը նվազեցնել գրեթե 70%-ով:

2. Արդյունավետ հզորության ճարտարապետություն. SiC-ն հնարավորություն է տալիս ստեղծել ավելի արդյունավետ, փոքր լարման կարգավորիչ մոդուլներ, զգալիորեն կրճատելով հզորության մատակարարման ուղիները, նվազեցնելով շղթայի կորուստները և ապահովելով ավելի արագ, ավելի կայուն դինամիկ հոսանքի արձագանքներ արհեստական ​​ինտելեկտի հաշվողական բեռների համար։

Այս վերափոխումը նպատակ ունի լուծելու GPU-ի հզորության անընդհատ աճման հետևանքով առաջացած ջերմության ցրման խնդիրները՝ ապահովելով ավելի արդյունավետ լուծում բարձր արտադրողականության հաշվողական չիպերի համար։

Սիլիցիումի կարբիդի ջերմահաղորդականությունը 2-3 անգամ ավելի բարձր է, քան սիլիցիումինը, ինչը արդյունավետորեն բարելավում է ջերմային կառավարման արդյունավետությունը և լուծում ջերմության ցրման խնդիրները բարձր հզորության չիպերում: Դրա գերազանց ջերմային կատարողականությունը կարող է նվազեցնել GPU չիպերի միացման ջերմաստիճանը 20-30°C-ով, զգալիորեն բարելավելով կայունությունը բարձր հաշվողական իրավիճակներում:

Կիրառման ուղին և մարտահրավերները

Մատակարարման շղթայի աղբյուրների համաձայն, NVIDIA-ն այս նյութական փոխակերպումը կիրականացնի երկու քայլով.

•​2025-2026​: Առաջին սերնդի Rubin GPU-ն դեռևս կօգտագործի սիլիկոնային միջադիրներ: TSMC-ն հրավիրել է խոշոր արտադրողներին համատեղ մշակել SiC միջադիրների արտադրության տեխնոլոգիա:

•​2027​։ SiC միջադիրները պաշտոնապես կինտեգրվեն առաջադեմ փաթեթավորման գործընթացում։

Սակայն այս ծրագիրը բախվում է բազմաթիվ մարտահրավերների, մասնավորապես արտադրական գործընթացներում: Սիլիցիումի կարբիդի կարծրությունը համեմատելի է ադամանդի կարծրության հետ, ինչը պահանջում է չափազանց բարձր կտրման տեխնոլոգիա: Եթե կտրման տեխնոլոգիան անբավարար է, SiC մակերեսը կարող է ալիքավոր դառնալ, ինչը այն անօգտագործելի կդարձնի առաջադեմ փաթեթավորման համար: Սարքավորումների արտադրողները, ինչպիսին է ճապոնական DISCO-ն, աշխատում են մշակել նոր լազերային կտրման սարքավորումներ՝ այս խնդիրը լուծելու համար:

Ապագա հեռանկարներ

Ներկայումս SiC միջադիր տեխնոլոգիան առաջինը կօգտագործվի ամենաառաջադեմ արհեստական ​​բանականության չիպերում: TSMC-ն նախատեսում է 2027 թվականին թողարկել 7x ցանցային CoWoS՝ ավելի շատ պրոցեսորներ և հիշողություն ինտեգրելու համար, միջադիրի մակերեսը հասցնելով 14,400 մմ²-ի, ինչը կհանգեցնի հիմքերի նկատմամբ պահանջարկի աճի:

Morgan Stanley-ն կանխատեսում է, որ CoWoS փաթեթավորման համաշխարհային ամսական հզորությունը 2024 թվականի 38,000 12 դյույմանոց վաֆլիից կաճի մինչև 83,000 2025 թվականին և 112,000 2026 թվականին: Այս աճը ուղղակիորեն կբարձրացնի SiC միջադիրների պահանջարկը:

Չնայած 12 դյույմանոց SiC հիմքերը ներկայումս թանկ են, կանխատեսվում է, որ գները աստիճանաբար կնվազեն մինչև ողջամիտ մակարդակներ՝ զանգվածային արտադրության մասշտաբների ընդլայնմանը և տեխնոլոգիայի զարգացմանը զուգընթաց, ստեղծելով պայմաններ լայնածավալ կիրառությունների համար։

SiC միջադիրները ոչ միայն լուծում են ջերմության ցրման խնդիրները, այլև զգալիորեն բարելավում են ինտեգրման խտությունը: 12 դյույմանոց SiC հիմքերի մակերեսը գրեթե 90%-ով ավելի մեծ է, քան 8 դյույմանոց հիմքերինը, ինչը թույլ է տալիս մեկ միջադիրին ինտեգրել ավելի շատ Chiplet մոդուլներ, ուղղակիորեն աջակցելով NVIDIA-ի 7x ցանցային CoWoS փաթեթավորման պահանջներին:

TSMC-ն համագործակցում է ճապոնական ընկերությունների հետ, ինչպիսին է DISCO-ն,՝ SiC միջադիրների արտադրության տեխնոլոգիա մշակելու համար: Նոր սարքավորումների տեղադրմանը զուգընթաց, SiC միջադիրների արտադրությունը կընթանա ավելի սահուն, իսկ առաջադեմ փաթեթավորման մեջ ամենավաղ մուտքը սպասվում է 2027 թվականին:

Այս լուրից մղված՝ SiC-ի հետ կապված բաժնետոմսերը սեպտեմբերի 5-ին բարձր ցուցանիշներ գրանցեցին՝ ինդեքսը աճելով 5.76%-ով։ Tianyue Advanced-ի, Luxshare Precision-ի և Tiantong Co.-ի նման ընկերությունների բաժնետոմսերը հասան օրական առավելագույն սահմանաչափին, մինչդեռ Jingsheng Mechanical & Electrical-ը և Yintang Intelligent Control-ը աճեցին ավելի քան 10%-ով։

Ըստ Daily Economic News-ի՝ արտադրողականությունը բարելավելու համար NVIDIA-ն նախատեսում է CoWoS առաջադեմ փաթեթավորման գործընթացում միջանկյալ հիմքի նյութը փոխարինել սիլիցիումի կարբիդով իր հաջորդ սերնդի Rubin պրոցեսորի մշակման նախագծում։

Հանրային տեղեկատվությունը ցույց է տալիս, որ սիլիցիումի կարբիդն ունի գերազանց ֆիզիկական հատկություններ: Սիլիցիումային սարքերի համեմատ, SiC սարքերն առաջարկում են այնպիսի առավելություններ, ինչպիսիք են բարձր հզորության խտությունը, ցածր հզորության կորուստը և բացառիկ բարձր ջերմաստիճանային կայունությունը: Ըստ Tianfeng Securities-ի, SiC արդյունաբերական շղթան վերին հոսքում ներառում է SiC հիմքերի և էպիտաքսիալ թիթեղների պատրաստումը. միջին հոսքում ներառված է SiC հզորության սարքերի և RF սարքերի նախագծումը, արտադրությունը և փաթեթավորումը/փորձարկումը:

Ստորին հոսանքի SiC կիրառությունները լայնածավալ են՝ ընդգրկելով տասըից ավելի ոլորտներ, այդ թվում՝ նոր էներգետիկ տրանսպորտային միջոցներ, ֆոտովոլտային համակարգեր, արդյունաբերական արտադրություն, տրանսպորտ, կապի բազային կայաններ և ռադարներ: Դրանց թվում ավտոմոբիլային ոլորտը կդառնա SiC-ի հիմնական կիրառման ոլորտը: Aijian Securities-ի տվյալներով՝ մինչև 2028 թվականը ավտոմոբիլային ոլորտը կկազմի SiC սարքերի համաշխարհային շուկայի 74%-ը:

Ինչ վերաբերում է շուկայի ընդհանուր չափին, ըստ Yole Intelligence-ի, 2022 թվականին համաշխարհային հաղորդիչ և կիսամեկուսիչ SiC հիմքերի շուկաների չափերը կազմել են համապատասխանաբար 512 միլիոն և 242 միլիոն: Կանխատեսվում է, որ մինչև 2026 թվականը համաշխարհային SiC շուկայի չափը կհասնի 2.053 միլիարդի, որտեղ հաղորդիչ և կիսամեկուսիչ SiC հիմքերի շուկաների չափերը կհասնեն համապատասխանաբար 1.62 միլիարդ և 433 միլիոն դոլարի: Հաղորդիչ և կիսամեկուսիչ SiC հիմքերի բարդ տարեկան աճի տեմպերը (CAGR) 2022-ից 2026 թվականներին կանխատեսվում է, որ կկազմեն համապատասխանաբար 33.37% և 15.66%:

XKH-ը մասնագիտանում է սիլիցիումի կարբիդի (SiC) արտադրանքի անհատականացված մշակման և գլոբալ վաճառքի մեջ՝ առաջարկելով 2-ից 12 դյույմ լրիվ չափի տեսականի՝ ինչպես հաղորդիչ, այնպես էլ կիսամեկուսիչ սիլիցիումի կարբիդային հիմքերի համար։ Մենք աջակցում ենք այնպիսի պարամետրերի անհատականացված հարմարեցմանը, ինչպիսիք են բյուրեղների կողմնորոշումը, դիմադրությունը (10⁻³–10¹⁰ Ω·սմ) և հաստությունը (350–2000 մկմ)։ Մեր արտադրանքը լայնորեն կիրառվում է բարձրակարգ ոլորտներում, այդ թվում՝ նոր էներգետիկ տրանսպորտային միջոցներում, ֆոտովոլտային ինվերտորներում և արդյունաբերական շարժիչներում։ Օգտագործելով մատակարարման շղթայի հզոր համակարգը և տեխնիկական աջակցության թիմը՝ մենք ապահովում ենք արագ արձագանք և ճշգրիտ առաքում՝ օգնելով հաճախորդներին բարելավել սարքերի աշխատանքը և օպտիմալացնել համակարգի ծախսերը։