ಇಂಡಸ್ಟ್ರಿ ನ್ಯೂಸ್: ಜಿಪಿಯು ಸಿಲಿಕಾನ್ ವೇಫರ್‌ಗಳಿಗೆ ಬೇಡಿಕೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ

ಸಿಲಿಕಾನ್ ಆಮ್ಲಜನಕದ ನಂತರ ಭೂಮಿಯ ಮೇಲಿನ ಎರಡನೇ ಅತ್ಯಂತ ಸಾಮಾನ್ಯ ವಸ್ತುವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ವಿಶ್ವದಲ್ಲಿ ಏಳನೇ ಅತ್ಯಂತ ಸಾಮಾನ್ಯ ವಸ್ತುವಾಗಿದೆ.ಸಿಲಿಕಾನ್ ಒಂದು ಅರೆವಾಹಕವಾಗಿದೆ, ಅಂದರೆ ಇದು ವಾಹಕಗಳ (ತಾಮ್ರದಂತಹ) ಮತ್ತು ಅವಾಹಕಗಳ (ಗಾಜಿನಂತಹ) ನಡುವೆ ವಿದ್ಯುತ್ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ.ಸಿಲಿಕಾನ್ ರಚನೆಯಲ್ಲಿನ ಅಲ್ಪ ಪ್ರಮಾಣದ ವಿದೇಶಿ ಪರಮಾಣುಗಳು ಅದರ ನಡವಳಿಕೆಯನ್ನು ಮೂಲಭೂತವಾಗಿ ಬದಲಾಯಿಸಬಹುದು, ಆದ್ದರಿಂದ ಅರೆವಾಹಕ ದರ್ಜೆಯ ಸಿಲಿಕಾನ್ನ ಶುದ್ಧತೆಯು ಆಶ್ಚರ್ಯಕರವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಿರಬೇಕು.ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ದರ್ಜೆಯ ಸಿಲಿಕಾನ್‌ಗೆ ಸ್ವೀಕಾರಾರ್ಹ ಕನಿಷ್ಠ ಶುದ್ಧತೆ 99.999999% ಆಗಿದೆ.

ಇದರರ್ಥ ಪ್ರತಿ ಹತ್ತು ಶತಕೋಟಿ ಪರಮಾಣುಗಳಿಗೆ ಒಂದು ಸಿಲಿಕಾನ್ ಅಲ್ಲದ ಪರಮಾಣು ಮಾತ್ರ ಅನುಮತಿಸಲಾಗಿದೆ.ಉತ್ತಮ ಕುಡಿಯುವ ನೀರು 40 ಮಿಲಿಯನ್ ನೀರಲ್ಲದ ಅಣುಗಳಿಗೆ ಅವಕಾಶ ನೀಡುತ್ತದೆ, ಇದು ಅರೆವಾಹಕ ದರ್ಜೆಯ ಸಿಲಿಕಾನ್‌ಗಿಂತ 50 ಮಿಲಿಯನ್ ಪಟ್ಟು ಕಡಿಮೆ ಶುದ್ಧವಾಗಿದೆ.

ಖಾಲಿ ಸಿಲಿಕಾನ್ ವೇಫರ್ ತಯಾರಕರು ಹೆಚ್ಚಿನ ಶುದ್ಧತೆಯ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಅನ್ನು ಪರಿಪೂರ್ಣ ಏಕ-ಸ್ಫಟಿಕ ರಚನೆಗಳಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸಬೇಕು.ಸೂಕ್ತವಾದ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಕರಗಿದ ಸಿಲಿಕಾನ್‌ಗೆ ಒಂದೇ ತಾಯಿಯ ಸ್ಫಟಿಕವನ್ನು ಪರಿಚಯಿಸುವ ಮೂಲಕ ಇದನ್ನು ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ.ಹೊಸ ಮಗಳು ಹರಳುಗಳು ತಾಯಿಯ ಸ್ಫಟಿಕದ ಸುತ್ತಲೂ ಬೆಳೆಯಲು ಪ್ರಾರಂಭಿಸಿದಾಗ, ಕರಗಿದ ಸಿಲಿಕಾನ್‌ನಿಂದ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಇಂಗು ನಿಧಾನವಾಗಿ ರೂಪುಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ.ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ನಿಧಾನವಾಗಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಒಂದು ವಾರ ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳಬಹುದು.ಸಿದ್ಧಪಡಿಸಿದ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಇಂಗೋಟ್ ಸುಮಾರು 100 ಕಿಲೋಗ್ರಾಂಗಳಷ್ಟು ತೂಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು 3,000 ಬಿಲ್ಲೆಗಳನ್ನು ಮಾಡಬಹುದು.

ಬಿಲ್ಲೆಗಳನ್ನು ತೆಳುವಾದ ವಜ್ರದ ತಂತಿಯನ್ನು ಬಳಸಿ ತೆಳುವಾದ ಹೋಳುಗಳಾಗಿ ಕತ್ತರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕತ್ತರಿಸುವ ಉಪಕರಣಗಳ ನಿಖರತೆಯು ತುಂಬಾ ಹೆಚ್ಚಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ನಿರ್ವಾಹಕರು ನಿರಂತರವಾಗಿ ಮೇಲ್ವಿಚಾರಣೆ ಮಾಡಬೇಕು, ಅಥವಾ ಅವರು ತಮ್ಮ ಕೂದಲಿಗೆ ಸಿಲ್ಲಿ ಕೆಲಸಗಳನ್ನು ಮಾಡಲು ಉಪಕರಣಗಳನ್ನು ಬಳಸಲು ಪ್ರಾರಂಭಿಸುತ್ತಾರೆ.ಸಿಲಿಕಾನ್ ವೇಫರ್‌ಗಳ ಉತ್ಪಾದನೆಯ ಸಂಕ್ಷಿಪ್ತ ಪರಿಚಯವು ತುಂಬಾ ಸರಳವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಪ್ರತಿಭೆಗಳ ಕೊಡುಗೆಗಳನ್ನು ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಮನ್ನಣೆ ಮಾಡುವುದಿಲ್ಲ;ಆದರೆ ಸಿಲಿಕಾನ್ ವೇಫರ್ ವ್ಯವಹಾರದ ಆಳವಾದ ತಿಳುವಳಿಕೆಗೆ ಹಿನ್ನೆಲೆಯನ್ನು ಒದಗಿಸುವ ಭರವಸೆ ಇದೆ.

ಸಿಲಿಕಾನ್ ವೇಫರ್‌ಗಳ ಪೂರೈಕೆ ಮತ್ತು ಬೇಡಿಕೆಯ ಸಂಬಂಧ

ಸಿಲಿಕಾನ್ ವೇಫರ್ ಮಾರುಕಟ್ಟೆಯಲ್ಲಿ ನಾಲ್ಕು ಕಂಪನಿಗಳು ಪ್ರಾಬಲ್ಯ ಹೊಂದಿವೆ.ದೀರ್ಘಕಾಲದವರೆಗೆ, ಮಾರುಕಟ್ಟೆಯು ಪೂರೈಕೆ ಮತ್ತು ಬೇಡಿಕೆಯ ನಡುವಿನ ಸೂಕ್ಷ್ಮ ಸಮತೋಲನದಲ್ಲಿದೆ.
2023 ರಲ್ಲಿ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಮಾರಾಟದಲ್ಲಿನ ಕುಸಿತವು ಮಾರುಕಟ್ಟೆಯು ಅತಿಯಾದ ಪೂರೈಕೆಯ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿರಲು ಕಾರಣವಾಯಿತು, ಇದರಿಂದಾಗಿ ಚಿಪ್ ತಯಾರಕರ ಆಂತರಿಕ ಮತ್ತು ಬಾಹ್ಯ ದಾಸ್ತಾನುಗಳು ಹೆಚ್ಚಿವೆ.ಆದಾಗ್ಯೂ, ಇದು ತಾತ್ಕಾಲಿಕ ಪರಿಸ್ಥಿತಿ ಮಾತ್ರ.ಮಾರುಕಟ್ಟೆಯು ಚೇತರಿಸಿಕೊಳ್ಳುತ್ತಿದ್ದಂತೆ, ಉದ್ಯಮವು ಶೀಘ್ರದಲ್ಲೇ ಸಾಮರ್ಥ್ಯದ ಅಂಚಿಗೆ ಮರಳುತ್ತದೆ ಮತ್ತು AI ಕ್ರಾಂತಿಯಿಂದ ತಂದ ಹೆಚ್ಚುವರಿ ಬೇಡಿಕೆಯನ್ನು ಪೂರೈಸಬೇಕು.ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ CPU-ಆಧಾರಿತ ಆರ್ಕಿಟೆಕ್ಚರ್‌ನಿಂದ ವೇಗವರ್ಧಿತ ಕಂಪ್ಯೂಟಿಂಗ್‌ಗೆ ಪರಿವರ್ತನೆಯು ಇಡೀ ಉದ್ಯಮದ ಮೇಲೆ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುತ್ತದೆ, ಆದಾಗ್ಯೂ, ಇದು ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಉದ್ಯಮದ ಕಡಿಮೆ-ಮೌಲ್ಯದ ವಿಭಾಗಗಳ ಮೇಲೆ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರಬಹುದು.

ಗ್ರಾಫಿಕ್ಸ್ ಪ್ರೊಸೆಸಿಂಗ್ ಯೂನಿಟ್ (ಜಿಪಿಯು) ಆರ್ಕಿಟೆಕ್ಚರ್‌ಗಳಿಗೆ ಹೆಚ್ಚು ಸಿಲಿಕಾನ್ ಪ್ರದೇಶದ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ

ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಗೆ ಬೇಡಿಕೆ ಹೆಚ್ಚಾದಂತೆ, GPU ತಯಾರಕರು GPU ಗಳಿಂದ ಹೆಚ್ಚಿನ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಸಾಧಿಸಲು ಕೆಲವು ವಿನ್ಯಾಸ ಮಿತಿಗಳನ್ನು ಮೀರಬೇಕು.ನಿಸ್ಸಂಶಯವಾಗಿ, ಚಿಪ್ ಅನ್ನು ದೊಡ್ಡದಾಗಿಸುವುದು ಹೆಚ್ಚಿನ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಸಾಧಿಸುವ ಒಂದು ಮಾರ್ಗವಾಗಿದೆ, ಏಕೆಂದರೆ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ವಿಭಿನ್ನ ಚಿಪ್‌ಗಳ ನಡುವೆ ದೂರದವರೆಗೆ ಪ್ರಯಾಣಿಸಲು ಇಷ್ಟಪಡುವುದಿಲ್ಲ, ಇದು ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಮಿತಿಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ.ಆದಾಗ್ಯೂ, ಚಿಪ್ ಅನ್ನು ದೊಡ್ಡದಾಗಿಸಲು ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಮಿತಿಯಿದೆ, ಇದನ್ನು "ರೆಟಿನಾ ಮಿತಿ" ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಲಿಥೋಗ್ರಫಿ ಮಿತಿಯು ಅರೆವಾಹಕ ತಯಾರಿಕೆಯಲ್ಲಿ ಬಳಸಲಾಗುವ ಲಿಥೋಗ್ರಫಿ ಯಂತ್ರದಲ್ಲಿ ಒಂದೇ ಹಂತದಲ್ಲಿ ತೆರೆದುಕೊಳ್ಳಬಹುದಾದ ಚಿಪ್ನ ಗರಿಷ್ಠ ಗಾತ್ರವನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ.ಈ ಮಿತಿಯನ್ನು ಲಿಥೋಗ್ರಫಿ ಉಪಕರಣದ ಗರಿಷ್ಠ ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಗಾತ್ರದಿಂದ ನಿರ್ಧರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ವಿಶೇಷವಾಗಿ ಲಿಥೋಗ್ರಫಿ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಬಳಸುವ ಸ್ಟೆಪ್ಪರ್ ಅಥವಾ ಸ್ಕ್ಯಾನರ್.ಇತ್ತೀಚಿನ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಕ್ಕಾಗಿ, ಮುಖವಾಡದ ಮಿತಿಯು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ 858 ಚದರ ಮಿಲಿಮೀಟರ್‌ಗಳಷ್ಟಿರುತ್ತದೆ.ಈ ಗಾತ್ರದ ಮಿತಿಯು ಬಹಳ ಮುಖ್ಯವಾಗಿದೆ ಏಕೆಂದರೆ ಇದು ಒಂದೇ ಮಾನ್ಯತೆಯಲ್ಲಿ ವೇಫರ್‌ನಲ್ಲಿ ಮಾದರಿಯನ್ನು ಮಾಡಬಹುದಾದ ಗರಿಷ್ಠ ಪ್ರದೇಶವನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸುತ್ತದೆ.ವೇಫರ್ ಈ ಮಿತಿಗಿಂತ ದೊಡ್ಡದಾಗಿದ್ದರೆ, ವೇಫರ್ ಅನ್ನು ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ರೂಪಿಸಲು ಬಹು ಮಾನ್ಯತೆಗಳ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ, ಇದು ಸಂಕೀರ್ಣತೆ ಮತ್ತು ಜೋಡಣೆಯ ಸವಾಲುಗಳಿಂದಾಗಿ ಸಾಮೂಹಿಕ ಉತ್ಪಾದನೆಗೆ ಅಪ್ರಾಯೋಗಿಕವಾಗಿದೆ.ಹೊಸ GB200 ಎರಡು ಚಿಪ್ ಸಬ್‌ಸ್ಟ್ರೇಟ್‌ಗಳನ್ನು ಕಣದ ಗಾತ್ರದ ಮಿತಿಗಳೊಂದಿಗೆ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಇಂಟರ್‌ಲೇಯರ್‌ಗೆ ಸಂಯೋಜಿಸುವ ಮೂಲಕ ಈ ಮಿತಿಯನ್ನು ಮೀರಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಎರಡು ಪಟ್ಟು ದೊಡ್ಡದಾದ ಸೂಪರ್-ಪಾರ್ಟಿಕಲ್-ಸೀಮಿತ ತಲಾಧಾರವನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತದೆ.ಇತರ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ಮಿತಿಗಳೆಂದರೆ ಮೆಮೊರಿಯ ಪ್ರಮಾಣ ಮತ್ತು ಆ ಮೆಮೊರಿಗೆ ಇರುವ ಅಂತರ (ಅಂದರೆ ಮೆಮೊರಿ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಡ್ತ್).ಹೊಸ GPU ಆರ್ಕಿಟೆಕ್ಚರ್‌ಗಳು ಎರಡು GPU ಚಿಪ್‌ಗಳೊಂದಿಗೆ ಒಂದೇ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಇಂಟರ್‌ಪೋಸರ್‌ನಲ್ಲಿ ಸ್ಥಾಪಿಸಲಾದ ಸ್ಟ್ಯಾಕ್ ಮಾಡಿದ ಹೈ-ಬ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಡ್ತ್ ಮೆಮೊರಿ (HBM) ಅನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಈ ಸಮಸ್ಯೆಯನ್ನು ನಿವಾರಿಸುತ್ತದೆ.ಸಿಲಿಕಾನ್ ದೃಷ್ಟಿಕೋನದಿಂದ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಡ್ತ್‌ಗೆ ಅಗತ್ಯವಿರುವ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಮಾನಾಂತರ ಇಂಟರ್‌ಫೇಸ್‌ನಿಂದಾಗಿ ಪ್ರತಿ ಬಿಟ್ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಪ್ರದೇಶವು ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ DRAM ಗಿಂತ ಎರಡು ಪಟ್ಟು ಹೆಚ್ಚು ಎಂಬುದು HBM ನ ಸಮಸ್ಯೆಯಾಗಿದೆ.HBM ಪ್ರತಿ ಸ್ಟಾಕ್‌ಗೆ ಲಾಜಿಕ್ ಕಂಟ್ರೋಲ್ ಚಿಪ್ ಅನ್ನು ಸಂಯೋಜಿಸುತ್ತದೆ, ಸಿಲಿಕಾನ್ ಪ್ರದೇಶವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ.2.5D GPU ಆರ್ಕಿಟೆಕ್ಚರ್‌ನಲ್ಲಿ ಬಳಸಲಾದ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಪ್ರದೇಶವು ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ 2.0D ಆರ್ಕಿಟೆಕ್ಚರ್‌ಗಿಂತ 2.5 ರಿಂದ 3 ಪಟ್ಟು ಹೆಚ್ಚು ಎಂದು ಸ್ಥೂಲ ಲೆಕ್ಕಾಚಾರವು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ.ಮೊದಲೇ ಹೇಳಿದಂತೆ, ಫೌಂಡ್ರಿ ಕಂಪನಿಗಳು ಈ ಬದಲಾವಣೆಗೆ ಸಿದ್ಧವಾಗಿಲ್ಲದಿದ್ದರೆ, ಸಿಲಿಕಾನ್ ವೇಫರ್ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವು ಮತ್ತೆ ತುಂಬಾ ಬಿಗಿಯಾಗಬಹುದು.

ಸಿಲಿಕಾನ್ ವೇಫರ್ ಮಾರುಕಟ್ಟೆಯ ಭವಿಷ್ಯದ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ

ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ತಯಾರಿಕೆಯ ಮೂರು ನಿಯಮಗಳಲ್ಲಿ ಮೊದಲನೆಯದು ಕಡಿಮೆ ಪ್ರಮಾಣದ ಹಣವು ಲಭ್ಯವಿರುವಾಗ ಹೆಚ್ಚಿನ ಹಣವನ್ನು ಹೂಡಿಕೆ ಮಾಡಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ.ಇದು ಉದ್ಯಮದ ಆವರ್ತಕ ಸ್ವಭಾವದಿಂದಾಗಿ, ಮತ್ತು ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಕಂಪನಿಗಳು ಈ ನಿಯಮವನ್ನು ಅನುಸರಿಸಲು ಕಷ್ಟವಾಗುತ್ತದೆ.ಚಿತ್ರದಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಿಲಿಕಾನ್ ವೇಫರ್ ತಯಾರಕರು ಈ ಬದಲಾವಣೆಯ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ಗುರುತಿಸಿದ್ದಾರೆ ಮತ್ತು ಕಳೆದ ಕೆಲವು ತ್ರೈಮಾಸಿಕಗಳಲ್ಲಿ ತಮ್ಮ ಒಟ್ಟು ತ್ರೈಮಾಸಿಕ ಬಂಡವಾಳ ವೆಚ್ಚವನ್ನು ಸುಮಾರು ಮೂರು ಪಟ್ಟು ಹೆಚ್ಚಿಸಿದ್ದಾರೆ.ಕಷ್ಟಕರವಾದ ಮಾರುಕಟ್ಟೆ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳ ಹೊರತಾಗಿಯೂ, ಇದು ಇನ್ನೂ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ.ಇನ್ನೂ ಕುತೂಹಲಕಾರಿ ಅಂಶವೆಂದರೆ ಈ ಟ್ರೆಂಡ್ ಬಹಳ ಹಿಂದಿನಿಂದಲೂ ನಡೆದುಕೊಂಡು ಬಂದಿದೆ.ಸಿಲಿಕಾನ್ ವೇಫರ್ ಕಂಪನಿಗಳು ಅದೃಷ್ಟವಂತರು ಅಥವಾ ಇತರರು ಮಾಡದಿರುವದನ್ನು ತಿಳಿದಿದ್ದಾರೆ.ಅರೆವಾಹಕ ಪೂರೈಕೆ ಸರಪಳಿಯು ಸಮಯ ಯಂತ್ರವಾಗಿದ್ದು ಅದು ಭವಿಷ್ಯವನ್ನು ಊಹಿಸಬಹುದು.ನಿಮ್ಮ ಭವಿಷ್ಯ ಬೇರೆಯವರ ಭೂತಕಾಲವಾಗಿರಬಹುದು.ನಾವು ಯಾವಾಗಲೂ ಉತ್ತರಗಳನ್ನು ಪಡೆಯದಿದ್ದರೂ, ನಾವು ಯಾವಾಗಲೂ ಉಪಯುಕ್ತವಾದ ಪ್ರಶ್ನೆಗಳನ್ನು ಪಡೆಯುತ್ತೇವೆ.