ઉદ્યોગ સમાચાર: જીપીયુ સિલિકોન વેફરની માંગને આગળ ધપાવે છે

સિલિકોન એ પૃથ્વી પરની બીજી સૌથી સામાન્ય સામગ્રી છે, ઓક્સિજન પછી, અને બ્રહ્માંડની સાતમી સૌથી સામાન્ય સામગ્રી. સિલિકોન એક સેમિકન્ડક્ટર છે, એટલે કે તેમાં કંડક્ટર (જેમ કે કોપર) અને ઇન્સ્યુલેટર (જેમ કે ગ્લાસ) વચ્ચે વિદ્યુત ગુણધર્મો છે. સિલિકોન સ્ટ્રક્ચરમાં વિદેશી અણુઓની થોડી માત્રા મૂળભૂત રીતે તેના વર્તનને બદલી શકે છે, તેથી સેમિકન્ડક્ટર-ગ્રેડ સિલિકોનની શુદ્ધતા આશ્ચર્યજનક રીતે high ંચી હોવી જોઈએ. ઇલેક્ટ્રોનિક-ગ્રેડ સિલિકોન માટે સ્વીકાર્ય ન્યૂનતમ શુદ્ધતા 99.999999%છે.

આનો અર્થ એ છે કે દર દસ અબજ અણુઓ માટે ફક્ત એક બિન-સિલિકોન અણુની મંજૂરી છે. સારું પીવાનું પાણી 40 મિલિયન બિન-પાણીના અણુઓને મંજૂરી આપે છે, જે સેમિકન્ડક્ટર-ગ્રેડ સિલિકોન કરતા 50 મિલિયન ગણા શુદ્ધ છે.

ખાલી સિલિકોન વેફર ઉત્પાદકોએ ઉચ્ચ શુદ્ધતા સિલિકોનને સંપૂર્ણ સિંગલ-ક્રિસ્ટલ સ્ટ્રક્ચર્સમાં રૂપાંતરિત કરવું આવશ્યક છે. આ યોગ્ય તાપમાને એક માતા ક્રિસ્ટલને પીગળેલા સિલિકોનમાં રજૂ કરીને કરવામાં આવે છે. જેમ જેમ નવી પુત્રી સ્ફટિકો મધર ક્રિસ્ટલની આસપાસ વધવા લાગે છે, સિલિકોન ઇંગોટ ધીરે ધીરે પીગળેલા સિલિકોનમાંથી રચાય છે. પ્રક્રિયા ધીમી છે અને એક અઠવાડિયા લાગી શકે છે. સમાપ્ત સિલિકોન ઇંગોટનું વજન લગભગ 100 કિલોગ્રામ છે અને તે 3,000 થી વધુ વેફર બનાવી શકે છે.

ખૂબ સરસ હીરા વાયરનો ઉપયોગ કરીને વેફર પાતળા કાપી નાંખવામાં આવે છે. સિલિકોન કટીંગ ટૂલ્સની ચોકસાઇ ખૂબ વધારે છે, અને tors પરેટર્સનું સતત નિરીક્ષણ કરવું આવશ્યક છે, અથવા તેઓ તેમના વાળમાં મૂર્ખ વસ્તુઓ કરવા માટે સાધનોનો ઉપયોગ શરૂ કરશે. સિલિકોન વેફર્સના ઉત્પાદનનો સંક્ષિપ્ત પરિચય ખૂબ સરળ છે અને પ્રતિભાના યોગદાનને સંપૂર્ણ રીતે શ્રેય આપતો નથી; પરંતુ સિલિકોન વેફર વ્યવસાયની understanding ંડી સમજણ માટે પૃષ્ઠભૂમિ પ્રદાન કરવાની આશા છે.

સિલિકોન વેફરનો પુરવઠો અને માંગ સંબંધ

સિલિકોન વેફર માર્કેટમાં ચાર કંપનીઓનું વર્ચસ્વ છે. લાંબા સમયથી, બજાર પુરવઠા અને માંગ વચ્ચે નાજુક સંતુલન રહ્યું છે.
2023 માં સેમિકન્ડક્ટરના વેચાણમાં થયેલા ઘટાડાને લીધે બજારને વધુ પડતી સ્થિતિમાં બન્યું છે, જેના કારણે ચિપ ઉત્પાદકોની આંતરિક અને બાહ્ય ઇન્વેન્ટરીઓ વધારે છે. જો કે, આ ફક્ત અસ્થાયી પરિસ્થિતિ છે. જેમ જેમ બજાર સુધરે છે, ત્યારે ઉદ્યોગ ટૂંક સમયમાં ક્ષમતાની ધાર પર પાછા આવશે અને એઆઈ ક્રાંતિ દ્વારા લાવવામાં આવેલી વધારાની માંગને પહોંચી વળશે. પરંપરાગત સીપીયુ આધારિત આર્કિટેક્ચરથી એક્સિલરેટેડ કમ્પ્યુટિંગમાં સંક્રમણની અસર સમગ્ર ઉદ્યોગ પર અસર કરશે, તેમ છતાં, સેમિકન્ડક્ટર ઉદ્યોગના નીચા-મૂલ્યના ભાગો પર આની અસર પડી શકે છે.

ગ્રાફિક્સ પ્રોસેસિંગ યુનિટ (જીપીયુ) આર્કિટેક્ચર્સને વધુ સિલિકોન ક્ષેત્રની જરૂર હોય છે

જેમ જેમ કામગીરીની માંગ વધતી જાય છે, જીપીયુ ઉત્પાદકોએ જીપીયુમાંથી ઉચ્ચ પ્રદર્શન પ્રાપ્ત કરવા માટે કેટલીક ડિઝાઇન મર્યાદાઓને દૂર કરવી આવશ્યક છે. દેખીતી રીતે, ચિપને મોટું બનાવવું એ ઉચ્ચ પ્રદર્શન પ્રાપ્ત કરવાનો એક માર્ગ છે, કારણ કે ઇલેક્ટ્રોન વિવિધ ચિપ્સ વચ્ચે લાંબા અંતરની મુસાફરી કરવાનું પસંદ કરતા નથી, જે પ્રભાવને મર્યાદિત કરે છે. જો કે, ચિપને "રેટિના મર્યાદા" તરીકે ઓળખવામાં આવે છે, તેને મોટી બનાવવાની વ્યવહારિક મર્યાદા છે.

લિથોગ્રાફી મર્યાદા એ ચિપના મહત્તમ કદનો સંદર્ભ આપે છે જે સેમિકન્ડક્ટર મેન્યુફેક્ચરિંગમાં ઉપયોગમાં લેવામાં આવતી લિથોગ્રાફી મશીનમાં એક જ પગલામાં ખુલ્લી પડી શકે છે. આ મર્યાદા લિથોગ્રાફી સાધનોના મહત્તમ ચુંબકીય ક્ષેત્રના કદ, ખાસ કરીને લિથોગ્રાફી પ્રક્રિયામાં ઉપયોગમાં લેવાતા સ્ટેપર અથવા સ્કેનર દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. નવીનતમ તકનીક માટે, માસ્ક મર્યાદા સામાન્ય રીતે 858 ચોરસ મિલીમીટરની આસપાસ હોય છે. આ કદની મર્યાદા ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે કારણ કે તે મહત્તમ ક્ષેત્ર નક્કી કરે છે જે એક જ સંપર્કમાં વેફર પર પેટર્નવાળી હોઈ શકે છે. જો વેફર આ મર્યાદા કરતા મોટો છે, તો વેફરને સંપૂર્ણ રીતે પેટર્ન આપવા માટે બહુવિધ સંપર્કની જરૂર પડશે, જે જટિલતા અને ગોઠવણીના પડકારોને કારણે મોટા પ્રમાણમાં ઉત્પાદન માટે અવ્યવહારુ છે. નવું જીબી 200 કણ કદની મર્યાદાઓ સાથે બે ચિપ સબસ્ટ્રેટ્સને સિલિકોન ઇન્ટરલેયરમાં જોડીને આ મર્યાદાને દૂર કરશે, એક સુપર-કણ-મર્યાદિત સબસ્ટ્રેટ બનાવે છે જે બમણા મોટા છે. અન્ય પ્રદર્શન મર્યાદાઓ મેમરીની માત્રા અને તે મેમરીનું અંતર છે (એટલે ​​કે મેમરી બેન્ડવિડ્થ). નવા જી.પી.યુ. આર્કિટેક્ચરો સ્ટેક્ડ હાઇ-બેન્ડવિડ્થ મેમરી (એચબીએમ) નો ઉપયોગ કરીને આ સમસ્યાને દૂર કરે છે જે બે જીપીયુ ચિપ્સ સાથે સમાન સિલિકોન ઇન્ટરપોઝર પર ઇન્સ્ટોલ કરેલી છે. સિલિકોન દ્રષ્ટિકોણથી, એચબીએમ સાથેની સમસ્યા એ છે કે ઉચ્ચ બેન્ડવિડ્થ માટે જરૂરી ઉચ્ચ-સમાંતર ઇન્ટરફેસને કારણે સિલિકોન વિસ્તારનો દરેક બીટ પરંપરાગત ડીઆરએએમ કરતા બમણો છે. એચબીએમ દરેક સ્ટેકમાં લોજિક કંટ્રોલ ચિપને પણ એકીકૃત કરે છે, સિલિકોન વિસ્તારમાં વધારો કરે છે. રફ ગણતરી બતાવે છે કે 2.5 ડી જીપીયુ આર્કિટેક્ચરમાં વપરાયેલ સિલિકોન વિસ્તાર પરંપરાગત 2.0 ડી આર્કિટેક્ચર કરતા 2.5 થી 3 ગણો છે. અગાઉ સૂચવ્યા મુજબ, જ્યાં સુધી ફાઉન્ડ્રી કંપનીઓ આ પરિવર્તન માટે તૈયાર ન થાય ત્યાં સુધી સિલિકોન વેફર ક્ષમતા ફરીથી ખૂબ ચુસ્ત બની શકે છે.

સિલિકોન વેફર માર્કેટની ભાવિ ક્ષમતા

સેમિકન્ડક્ટર મેન્યુફેક્ચરિંગના ત્રણ કાયદાઓમાંથી પ્રથમ એ છે કે જ્યારે ઓછામાં ઓછી રકમ ઉપલબ્ધ હોય ત્યારે મોટાભાગના નાણાંનું રોકાણ કરવાની જરૂર છે. આ ઉદ્યોગના ચક્રીય સ્વભાવને કારણે છે, અને સેમિકન્ડક્ટર કંપનીઓને આ નિયમ બાદ મુશ્કેલ સમય છે. આકૃતિમાં બતાવ્યા પ્રમાણે, મોટાભાગના સિલિકોન વેફર ઉત્પાદકોએ આ પરિવર્તનની અસરને માન્યતા આપી છે અને પાછલા કેટલાક ક્વાર્ટરમાં તેમના કુલ ત્રિમાસિક મૂડી ખર્ચમાં લગભગ ત્રણ ગણો વધારો કર્યો છે. મુશ્કેલ બજારની સ્થિતિ હોવા છતાં, હજી પણ આ કેસ છે. હજી વધુ રસપ્રદ વાત એ છે કે આ વલણ લાંબા સમયથી ચાલી રહ્યું છે. સિલિકોન વેફર કંપનીઓ ભાગ્યશાળી છે અથવા કંઈક એવું જાણે છે જે અન્ય લોકો નથી કરતા. સેમિકન્ડક્ટર સપ્લાય ચેઇન એ એક સમય મશીન છે જે ભવિષ્યની આગાહી કરી શકે છે. તમારું ભવિષ્ય કોઈ બીજાનો ભૂતકાળ હોઈ શકે છે. જ્યારે આપણને હંમેશાં જવાબો મળતા નથી, ત્યારે આપણે હંમેશાં યોગ્ય પ્રશ્નો મેળવીએ છીએ.