Awọn iroyin Ile-iṣẹ: GPU n mu ki ibeere fun awọn wafers silicon pọ si

Silikoni ni ohun elo keji ti o wọpọ julọ lori Aye, lẹhin atẹgun, ati ohun elo keje ti o wọpọ julọ ni agbaye. Silikoni jẹ semiconductor, eyiti o tumọ si pe o ni awọn agbara ina laarin awọn conductors (bii bàbà) ati awọn insulators (bii gilasi). Iye diẹ ti awọn atomu ajeji ninu eto silikoni le yi ihuwasi rẹ pada ni pataki, nitorinaa mimọ ti silikoni-ipele semiconductor gbọdọ ga pupọ ni iyalẹnu. Iwa mimọ ti o kere julọ ti o gba fun silikoni-ipele elekitironi jẹ 99.999999%.

Èyí túmọ̀ sí wípé átọ̀mù tí kìí ṣe sílíkọ́nì kan ṣoṣo ni a gbà láàyè fún gbogbo átọ̀mù bílíọ̀nù mẹ́wàá. Omi mímu tó dára gba 40 mílíọ̀nù àwọn molecule tí kìí ṣe omi láàyè, èyí tí ó jẹ́ mímọ́ ní ìlọ́po 50 mílíọ̀nù ju sílíkọ́nì onípele semiconductor lọ.

Àwọn olùṣe àpò sílíkọ́nì tí kò ní àwọ̀ gbọ́dọ̀ yí sílíkọ́nì tí ó mọ́ tónítóní padà sí àwọn ìrísí kan ṣoṣo tí ó pé. Èyí ni a ṣe nípa fífi sílíkọ́nì ìyá kan ṣoṣo sínú sílíkọ́nì tí ó yọ́ ní ìwọ̀n otútù tí ó yẹ. Bí àwọn kírísítà ọmọbìnrin tuntun ṣe ń dàgbàsókè ní àyíká kírísítà ìyá náà, kírísíkọ́nì náà ń yọ́ díẹ̀díẹ̀ láti inú sílíkọ́nì tí ó yọ́ díẹ̀díẹ̀. Ìlànà náà ń lọ́ra ó sì lè gba ọ̀sẹ̀ kan. Kírísíkọ́nì tí a ti parí náà wúwo tó nǹkan bí 100 kìlógíráàmù ó sì lè ṣe ju 3,000 wáfáà lọ.

A máa ń gé àwọn wáìnì náà sí wẹ́wẹ́ pẹ̀lú wáìnì dáyámọ́ńdì tó dáa gan-an. Bí irinṣẹ́ gígé sílíkọ́nì ṣe péye tó, a gbọ́dọ̀ máa ṣe àkíyèsí àwọn tó ń ṣiṣẹ́ nígbà gbogbo, bí bẹ́ẹ̀ kọ́, wọn yóò bẹ̀rẹ̀ sí í lo àwọn irinṣẹ́ náà láti ṣe àwọn nǹkan tí kò dáa sí irun wọn. Ìfìhàn kúkúrú nípa ṣíṣe àwọn wáìnì dáyámọ́ńdì dáadáá jẹ́ ohun tó rọrùn jù, kò sì fi gbogbo agbára àwọn ọ̀jọ̀gbọ́n náà hàn; ṣùgbọ́n a nírètí pé yóò fún wa ní ìpìlẹ̀ fún òye jíjinlẹ̀ nípa iṣẹ́ wáìnì dáyámọ́ńdì dáadáá.

Ibasepo ipese ati ibeere ti awọn wafers silikoni

Ilé-iṣẹ́ mẹ́rin ló ń ṣàkóso ọjà wafer silicon. Fún ìgbà pípẹ́, ọjà náà ti wà ní ìwọ́ntúnwọ́nsí díẹ̀ láàárín ìpèsè àti ìbéèrè.
Ìdínkù nínú títà semiconductor ní ọdún 2023 ti mú kí ọjà náà wà ní ipò ìpèsè tó pọ̀ jù, èyí sì mú kí àwọn ilé iṣẹ́ tó ń ṣe ërún ní inú àti lóde pọ̀ sí i. Síbẹ̀síbẹ̀, èyí jẹ́ ipò ìgbà díẹ̀. Bí ọjà náà ṣe ń padà bọ̀ sípò, ilé iṣẹ́ náà yóò padà sí etí agbára láìpẹ́, wọ́n sì gbọ́dọ̀ pàdé ìbéèrè afikún tí ìyípadà AI mú wá. Ìyípadà láti ilé iṣẹ́ CPU àtijọ́ sí ilé iṣẹ́ tó yára kánkán yóò ní ipa lórí gbogbo ilé iṣẹ́ náà, bí ó tilẹ̀ jẹ́ pé, èyí lè ní ipa lórí àwọn ẹ̀ka ilé iṣẹ́ semiconductor tó níye lórí díẹ̀.

Àwọn àwòrán ẹ̀rọ ìṣiṣẹ́ àwòrán (GPU) nílò agbègbè silicon púpọ̀ sí i

Bí ìbéèrè fún iṣẹ́ ṣe ń pọ̀ sí i, àwọn olùpèsè GPU gbọ́dọ̀ borí àwọn ìdíwọ́ àpẹẹrẹ kan láti ṣe iṣẹ́ gíga láti ọ̀dọ̀ àwọn GPU. Dájúdájú, jíjẹ́ kí ìṣẹ́ náà tóbi sí i jẹ́ ọ̀nà kan láti ṣe iṣẹ́ gíga, nítorí pé àwọn elekitironi kò fẹ́ láti rìn ìrìn àjò gígùn láàárín àwọn ìṣẹ́ náà, èyí tí ó ń dín iṣẹ́ náà kù. Síbẹ̀síbẹ̀, ààlà tó wúlò wà láti mú kí ìṣẹ́ náà tóbi sí i, tí a mọ̀ sí "ìpín retina".

Ààlà lithography tọ́ka sí ìwọ̀n tó pọ̀ jùlọ ti ërún tí a lè fara hàn ní ìgbésẹ̀ kan nínú ẹ̀rọ lithography tí a lò nínú iṣẹ́-ọnà semiconductor. Ààlà yìí ni a pinnu nípa ìwọ̀n pápá oofa tó pọ̀ jùlọ ti ẹ̀rọ lithography, pàápàá jùlọ stepper tàbí scanner tí a lò nínú iṣẹ́ lithography. Fún ìmọ̀-ẹ̀rọ tuntun, ààlà ibojú sábà máa ń jẹ́ nǹkan bí 858 square millimeters. Ààlà ìwọ̀n yìí ṣe pàtàkì gan-an nítorí pé ó ń pinnu agbègbè tó pọ̀ jùlọ tí a lè fi àwòrán sí lórí wafer nínú ìfarahàn kan ṣoṣo. Tí wafer bá tóbi ju ààlà yìí lọ, a óò nílò ọ̀pọ̀ ìfarahàn láti fi àwòrán wafer náà kún un, èyí tí kò ṣeé ṣe fún ìṣẹ̀dá ibi-pupọ̀ nítorí ìṣòro àti ìpèníjà ìṣètò. GB200 tuntun yóò borí ààlà yìí nípa síso àwọn substrates chip méjì pọ̀ pẹ̀lú àwọn ìdíwọ́ ìwọ̀n patiku sínú aláwọ̀ silicon, tí yóò sì ṣẹ̀dá substrate super-patikule-limited tí ó tóbi ní ìlọ́po méjì. Àwọn ìdíwọ́ iṣẹ́ mìíràn ni iye ìrántí àti ìjìnnà sí ìrántí yẹn (ìyẹn ni bandiwidi iranti). Àwọn ayàwòrán GPU tuntun borí ìṣòro yìí nípa lílo ìrántí bandwidth gíga (HBM) tí a fi sórí interposer silicon kan náà pẹ̀lú àwọn chips GPU méjì. Láti ojú ìwòye silicon, ìṣòro pẹ̀lú HBM ni pé gbogbo apá agbègbè silicon jẹ́ ìlọ́po méjì ti DRAM ìbílẹ̀ nítorí ìsopọ̀ gíga tí ó ní ìbáramu gíga tí a nílò fún ìpele gíga. HBM tún so ìṣàkóṣo ìlànà kan pọ̀ mọ́ àkójọ kọ̀ọ̀kan, èyí tí ó ń mú kí agbègbè silicon pọ̀ sí i. Ìṣirò àìròtẹ́lẹ̀ fihàn pé agbègbè silicon tí a lò nínú ètò GPU 2.5D jẹ́ ìlọ́po 2.5 sí 3 ti ètò 2.0D ìbílẹ̀. Gẹ́gẹ́ bí a ti sọ tẹ́lẹ̀, àyàfi tí àwọn ilé iṣẹ́ ìpìlẹ̀ bá ti múra sílẹ̀ fún ìyípadà yìí, agbára wafer silicon lè di líle mọ́.

Agbara ojo iwaju ti ọja wafer silicon

Àkọ́kọ́ nínú òfin mẹ́ta ti ṣíṣe semiconductor ni pé owó púpọ̀ jùlọ ni a gbọ́dọ̀ fi síta nígbà tí owó tí ó kéré jùlọ bá wà. Èyí jẹ́ nítorí ìwà ìyípo ilé iṣẹ́ náà, àti pé àwọn ilé-iṣẹ́ semiconductor ní àkókò líle láti tẹ̀lé òfin yìí. Gẹ́gẹ́ bí a ṣe fihàn nínú àwòrán náà, ọ̀pọ̀lọpọ̀ àwọn olùṣe silicon wafer ti mọ ipa ìyípadà yìí, wọ́n sì ti fẹ́rẹ̀ẹ́ mú ìlọ́po mẹ́ta iye owó tí wọ́n ná ní ìdá mẹ́rin ọdún sẹ́yìn. Láìka àwọn ipò ọjà tí ó le sí, èyí ṣì jẹ́ bẹ́ẹ̀. Ohun tí ó tún dùn mọ́ni jùlọ ni pé àṣà yìí ti ń lọ fún ìgbà pípẹ́. Àwọn ilé-iṣẹ́ silicon wafer ní oríire tàbí wọ́n mọ ohun kan tí àwọn ẹlòmíràn kò mọ̀. Ẹ̀wọ̀n ìpèsè semiconductor jẹ́ ẹ̀rọ àkókò tí ó lè sọ àsọtẹ́lẹ̀ ọjọ́ iwájú. Ọjọ́ iwájú rẹ lè jẹ́ ti ẹlòmíràn. Bó tilẹ̀ jẹ́ pé a kì í sábà rí ìdáhùn gbà, a sábà máa ń rí àwọn ìbéèrè tí ó yẹ gbà.