పరిశ్రమ వార్తలు: సిలికాన్ పొరల కోసం GPU డిమాండ్ను పెంచుతుంది

సిలికాన్ భూమిపై రెండవ అత్యంత సాధారణ పదార్థం, ఆక్సిజన్ తరువాత మరియు విశ్వంలో ఏడవ అత్యంత సాధారణ పదార్థం. సిలికాన్ ఒక సెమీకండక్టర్, అంటే ఇది కండక్టర్లు (రాగి వంటివి) మరియు అవాహకాలు (గాజు వంటివి) మధ్య విద్యుత్ లక్షణాలను కలిగి ఉంటుంది. సిలికాన్ నిర్మాణంలో కొద్ది మొత్తంలో విదేశీ అణువులు దాని ప్రవర్తనను ప్రాథమికంగా మార్చగలవు, కాబట్టి సెమీకండక్టర్-గ్రేడ్ సిలికాన్ యొక్క స్వచ్ఛత ఆశ్చర్యకరంగా ఎక్కువగా ఉండాలి. ఎలక్ట్రానిక్-గ్రేడ్ సిలికాన్ కోసం ఆమోదయోగ్యమైన కనీస స్వచ్ఛత 99.999999%.

ప్రతి పది బిలియన్ అణువులకు ఒక సిలికాన్ కాని అణువు మాత్రమే అనుమతించబడుతుంది. మంచి తాగునీరు 40 మిలియన్ల నీటియేతర అణువులను అనుమతిస్తుంది, ఇది సెమీకండక్టర్-గ్రేడ్ సిలికాన్ కంటే 50 మిలియన్ రెట్లు తక్కువ స్వచ్ఛమైనది.

ఖాళీ సిలికాన్ పొర తయారీదారులు హై-ప్యూరిటీ సిలికాన్‌ను ఖచ్చితమైన సింగిల్-క్రిస్టల్ నిర్మాణాలుగా మార్చాలి. తగిన ఉష్ణోగ్రత వద్ద కరిగిన సిలికాన్లో ఒకే తల్లి క్రిస్టల్‌ను పరిచయం చేయడం ద్వారా ఇది జరుగుతుంది. కొత్త కుమార్తె స్ఫటికాలు మదర్ క్రిస్టల్ చుట్టూ పెరగడం ప్రారంభించినప్పుడు, సిలికాన్ ఇంగోట్ నెమ్మదిగా కరిగిన సిలికాన్ నుండి ఏర్పడుతుంది. ఈ ప్రక్రియ నెమ్మదిగా ఉంటుంది మరియు ఒక వారం పట్టవచ్చు. పూర్తయిన సిలికాన్ ఇంగోట్ సుమారు 100 కిలోగ్రాముల బరువు మరియు 3,000 పొరలను తయారు చేయవచ్చు.

చాలా చక్కటి డైమండ్ వైర్ ఉపయోగించి పొరలను సన్నని ముక్కలుగా కట్ చేస్తారు. సిలికాన్ కట్టింగ్ సాధనాల యొక్క ఖచ్చితత్వం చాలా ఎక్కువ, మరియు ఆపరేటర్లను నిరంతరం పర్యవేక్షించాలి, లేదా వారు తమ జుట్టుకు వెర్రి పనులు చేయడానికి సాధనాలను ఉపయోగించడం ప్రారంభిస్తారు. సిలికాన్ పొరల ఉత్పత్తికి సంక్షిప్త పరిచయం చాలా సరళీకృతం చేయబడింది మరియు మేధావి యొక్క సహకారాన్ని పూర్తిగా క్రెడిట్ చేయదు; కానీ సిలికాన్ పొర వ్యాపారం గురించి లోతైన అవగాహనకు నేపథ్యాన్ని అందించాలని భావిస్తున్నారు.

సిలికాన్ పొరల సరఫరా మరియు డిమాండ్ సంబంధం

సిలికాన్ పొర మార్కెట్లో నాలుగు కంపెనీలు ఆధిపత్యం చెలాయిస్తున్నాయి. చాలా కాలంగా, మార్కెట్ సరఫరా మరియు డిమాండ్ మధ్య సున్నితమైన సమతుల్యతలో ఉంది.
2023 లో సెమీకండక్టర్ అమ్మకాల క్షీణత మార్కెట్ అధిక సరఫరా స్థితిలో ఉంది, దీనివల్ల చిప్ తయారీదారుల అంతర్గత మరియు బాహ్య జాబితాలు ఎక్కువగా ఉన్నాయి. అయితే, ఇది తాత్కాలిక పరిస్థితి మాత్రమే. మార్కెట్ కోలుకున్నప్పుడు, పరిశ్రమ త్వరలోనే సామర్థ్యం యొక్క అంచుకు తిరిగి వస్తుంది మరియు AI విప్లవం తీసుకువచ్చిన అదనపు డిమాండ్‌ను తీర్చాలి. సాంప్రదాయ సిపియు-ఆధారిత నిర్మాణం నుండి వేగవంతమైన కంప్యూటింగ్‌కు పరివర్తన మొత్తం పరిశ్రమపై ప్రభావం చూపుతుంది, అయినప్పటికీ, ఇది సెమీకండక్టర్ పరిశ్రమ యొక్క తక్కువ-విలువ విభాగాలపై ప్రభావం చూపుతుంది.

గ్రాఫిక్స్ ప్రాసెసింగ్ యూనిట్ (GPU) నిర్మాణాలకు మరింత సిలికాన్ ప్రాంతం అవసరం

పనితీరు కోసం డిమాండ్ పెరిగేకొద్దీ, GPU తయారీదారులు GPU ల నుండి అధిక పనితీరును సాధించడానికి కొన్ని డిజైన్ పరిమితులను అధిగమించాలి. సహజంగానే, చిప్‌ను పెద్దదిగా చేయడం అధిక పనితీరును సాధించడానికి ఒక మార్గం, ఎందుకంటే ఎలక్ట్రాన్లు వేర్వేరు చిప్‌ల మధ్య ఎక్కువ దూరం ప్రయాణించడానికి ఇష్టపడవు, ఇది పనితీరును పరిమితం చేస్తుంది. ఏదేమైనా, "రెటినా పరిమితి" అని పిలువబడే చిప్‌ను పెద్దదిగా చేయడానికి ఒక ఆచరణాత్మక పరిమితి ఉంది.

లితోగ్రఫీ పరిమితి సెమీకండక్టర్ తయారీలో ఉపయోగించే లితోగ్రఫీ యంత్రంలో ఒకే దశలో బహిర్గతమయ్యే చిప్ యొక్క గరిష్ట పరిమాణాన్ని సూచిస్తుంది. ఈ పరిమితి లితోగ్రఫీ పరికరాల గరిష్ట అయస్కాంత క్షేత్ర పరిమాణం ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది, ముఖ్యంగా లిథోగ్రఫీ ప్రక్రియలో ఉపయోగించే స్టెప్పర్ లేదా స్కానర్. తాజా సాంకేతిక పరిజ్ఞానం కోసం, ముసుగు పరిమితి సాధారణంగా 858 చదరపు మిల్లీమీటర్లు. ఈ పరిమాణ పరిమితి చాలా ముఖ్యం ఎందుకంటే ఇది ఒకే ఎక్స్పోజర్‌లో పొరపై నమూనా చేయగల గరిష్ట ప్రాంతాన్ని నిర్ణయిస్తుంది. ఈ పరిమితి కంటే పొర పెద్దదిగా ఉంటే, పొరను పూర్తిగా నమూనా చేయడానికి బహుళ ఎక్స్‌పోజర్‌లు అవసరమవుతాయి, ఇది సంక్లిష్టత మరియు అమరిక సవాళ్ల కారణంగా భారీ ఉత్పత్తికి అసాధ్యమైనది. కొత్త GB200 రెండు చిప్ ఉపరితలాలను కణ పరిమాణ పరిమితులతో సిలికాన్ ఇంటర్లేయర్‌గా కలపడం ద్వారా ఈ పరిమితిని అధిగమిస్తుంది, ఇది రెండు రెట్లు పెద్దదిగా ఉండే సూపర్-పార్టికల్-పరిమిత ఉపరితలాన్ని ఏర్పరుస్తుంది. ఇతర పనితీరు పరిమితులు మెమరీ మొత్తం మరియు ఆ మెమరీకి దూరం (అనగా మెమరీ బ్యాండ్‌విడ్త్). రెండు GPU నిర్మాణాలు రెండు GPU చిప్‌లతో ఒకే సిలికాన్ ఇంటర్‌పోజర్‌లో ఇన్‌స్టాల్ చేయబడిన స్టాక్డ్ హై-బ్యాండ్‌విడ్త్ మెమరీ (HBM) ను ఉపయోగించడం ద్వారా ఈ సమస్యను అధిగమించాయి. సిలికాన్ దృక్పథంలో, HBM తో సమస్య ఏమిటంటే, ప్రతి బిట్ సిలికాన్ ప్రాంతం అధిక బ్యాండ్‌విడ్త్‌కు అవసరమైన అధిక-సమాంతర ఇంటర్ఫేస్ కారణంగా సాంప్రదాయ నాటకం కంటే రెండింతలు. HBM ప్రతి స్టాక్‌లోకి లాజిక్ కంట్రోల్ చిప్‌ను కూడా అనుసంధానిస్తుంది, సిలికాన్ ప్రాంతాన్ని పెంచుతుంది. సాంప్రదాయ 2.0 డి ఆర్కిటెక్చర్ కంటే 2.5 డి జిపియు నిర్మాణంలో ఉపయోగించిన సిలికాన్ ప్రాంతం 2.5 నుండి 3 రెట్లు ఉంటుందని కఠినమైన గణన చూపిస్తుంది. ఇంతకు ముందే చెప్పినట్లుగా, ఈ మార్పు కోసం ఫౌండ్రీ కంపెనీలు సిద్ధంగా ఉంటే తప్ప, సిలికాన్ పొర సామర్థ్యం మళ్లీ చాలా గట్టిగా మారవచ్చు.

సిలికాన్ పొర మార్కెట్ యొక్క భవిష్యత్తు సామర్థ్యం

సెమీకండక్టర్ తయారీ యొక్క మూడు చట్టాలలో మొదటిది ఏమిటంటే, తక్కువ డబ్బు అందుబాటులో ఉన్నప్పుడు ఎక్కువ డబ్బు పెట్టుబడి పెట్టాలి. పరిశ్రమ యొక్క చక్రీయ స్వభావం దీనికి కారణం, మరియు సెమీకండక్టర్ కంపెనీలకు ఈ నియమాన్ని అనుసరించి చాలా కష్టంగా ఉంది. చిత్రంలో చూపినట్లుగా, చాలా మంది సిలికాన్ పొర తయారీదారులు ఈ మార్పు యొక్క ప్రభావాన్ని గుర్తించారు మరియు గత కొన్ని త్రైమాసికాలలో వారి మొత్తం త్రైమాసిక మూలధన ఖర్చులను దాదాపు మూడు రెట్లు పెంచారు. కష్టమైన మార్కెట్ పరిస్థితులు ఉన్నప్పటికీ, ఇది ఇప్పటికీ ఉంది. మరింత ఆసక్తికరమైన విషయం ఏమిటంటే, ఈ ధోరణి చాలా కాలంగా కొనసాగుతోంది. సిలికాన్ పొర కంపెనీలు అదృష్టవంతులు లేదా ఇతరులు చేయని విషయం తెలుసు. సెమీకండక్టర్ సరఫరా గొలుసు అనేది భవిష్యత్తును అంచనా వేయగల టైమ్ మెషిన్. మీ భవిష్యత్తు వేరొకరి గతం కావచ్చు. మాకు ఎల్లప్పుడూ సమాధానాలు లభించనప్పటికీ, మేము ఎల్లప్పుడూ విలువైన ప్రశ్నలను పొందుతాము.