Нийлүүлэлтийн сүлжээний гүнд зарим илбэчид элсийг төгс алмазан бүтэцтэй цахиурын болор диск болгон хувиргадаг бөгөөд энэ нь хагас дамжуулагчийн хангамжийн сүлжээнд зайлшгүй шаардлагатай байдаг. Эдгээр нь "цахиурын элс"-ийн үнэ цэнийг бараг мянган дахин нэмэгдүүлдэг хагас дамжуулагчийн хангамжийн сүлжээний нэг хэсэг юм. Далайн эрэг дээр таны харж буй бүдэг гэрэл бол цахиур юм. Цахиур бол хэврэг, хатуу металл шиг (металл ба металл бус шинж чанартай) нарийн төвөгтэй талст юм. Цахиур хаа сайгүй байдаг.
Цахиур нь хүчилтөрөгчийн дараа дэлхий дээрх хоёр дахь хамгийн түгээмэл материал бөгөөд орчлон ертөнц дэх долоо дахь хамгийн түгээмэл материал юм. Цахиур нь хагас дамжуулагч бөгөөд өөрөөр хэлбэл дамжуулагч (зэс гэх мэт) болон тусгаарлагч (шил гэх мэт) хооронд цахилгаан шинж чанартай байдаг. Цахиурын бүтэц дэх бага хэмжээний гадны атомууд нь түүний зан төлөвийг үндсээр нь өөрчилж чаддаг тул хагас дамжуулагч зэрэглэлийн цахиурын цэвэршилт гайхалтай өндөр байх ёстой. Электрон зэрэглэлийн цахиурын хүлээн зөвшөөрөгдөх хамгийн бага цэвэршилт нь 99.999999% байна.
Энэ нь арван тэрбум атом тутамд зөвхөн нэг цахиурын бус атом зөвшөөрөгддөг гэсэн үг юм. Сайн ундны ус нь 40 сая усгүй молекул агуулдаг бөгөөд энэ нь хагас дамжуулагч зэрэглэлийн цахиураас 50 сая дахин бага цэвэршилттэй юм.
Хоосон цахиурын вафли үйлдвэрлэгчид өндөр цэвэршилттэй цахиурыг төгс дан талст бүтэц болгон хувиргах ёстой. Үүнийг хайлсан цахиурт тохирох температурт дан эх талстыг нэвтрүүлэх замаар хийдэг. Эх талстын эргэн тойронд шинэ охин талстууд ургаж эхлэхэд хайлсан цахиураас цахиурын гулдмай аажмаар үүсдэг. Энэ үйл явц удаан бөгөөд долоо хоног шаардагдаж магадгүй. Бэлэн болсон цахиурын гулдмай нь ойролцоогоор 100 килограмм жинтэй бөгөөд 3000 гаруй вафли хийж чаддаг.
Вафлигуудыг маш нарийн алмазан утсаар нимгэн зүсдэг. Цахиурын зүсэх багажны нарийвчлал маш өндөр бөгөөд операторуудыг байнга хянаж байх ёстой, эс тэгвээс тэд үсээ янз бүрийн зүйл хийхэд багаж хэрэгслийг ашиглаж эхэлнэ. Цахиурын вафли үйлдвэрлэх товч танилцуулга нь хэтэрхий хялбаршуулсан бөгөөд суут хүмүүсийн оруулсан хувь нэмрийг бүрэн үнэлээгүй; гэхдээ энэ нь цахиурын вафли бизнесийг илүү гүнзгий ойлгох суурь болно гэж найдаж байна.
Цахиурын вафлийн эрэлт ба нийлүүлэлтийн хамаарал
Цахиурын хавтангийн зах зээлийг дөрвөн компани ноёрхож байна. Удаан хугацааны турш зах зээл нь нийлүүлэлт ба эрэлтийн хооронд нарийн тэнцвэрт байдалд байсан.
2023 онд хагас дамжуулагчийн борлуулалт буурсан нь зах зээлийг илүүдэл нийлүүлэлтийн байдалд оруулж, чип үйлдвэрлэгчдийн дотоод болон гадаад нөөц өндөр байхад хүргэсэн. Гэсэн хэдий ч энэ нь зөвхөн түр зуурын нөхцөл байдал юм. Зах зээл сэргэх тусам салбар удахгүй хүчин чадлынхаа ирмэг дээр эргэн ирж, хиймэл оюун ухааны хувьсгалын улмаас бий болсон нэмэлт эрэлтийг хангах ёстой. Уламжлалт CPU дээр суурилсан архитектураас хурдасгасан тооцоолол руу шилжих нь бүх салбарт нөлөөлөх болно, учир нь Гэсэн хэдий ч энэ нь хагас дамжуулагчийн салбарын бага үнэ цэнэтэй сегментүүдэд нөлөөлж болзошгүй юм.
График боловсруулалтын нэгж (GPU)-ийн архитектурууд нь илүү их цахиурын талбай шаарддаг
Гүйцэтгэлийн эрэлт хэрэгцээ нэмэгдэхийн хэрээр GPU үйлдвэрлэгчид GPU-ээс илүү өндөр гүйцэтгэлд хүрэхийн тулд зарим дизайны хязгаарлалтыг даван туулах ёстой. Мэдээжийн хэрэг, чипийг томруулах нь илүү өндөр гүйцэтгэлд хүрэх нэг арга юм, учир нь электронууд өөр өөр чипүүдийн хооронд хол зайд аялах дургүй байдаг нь гүйцэтгэлийг хязгаарладаг. Гэсэн хэдий ч чипийг томруулахад "торлог бүрхэвчийн хязгаар" гэгддэг практик хязгаарлалт байдаг.
Литографийн хязгаар гэдэг нь хагас дамжуулагч үйлдвэрлэлд ашигладаг литографийн машинд нэг алхамаар ил гарч болох чипийн хамгийн их хэмжээг хэлнэ. Энэхүү хязгаарлалтыг литографийн тоног төхөөрөмж, ялангуяа литографийн процесст ашигладаг stepper эсвэл сканнерын хамгийн их соронзон орны хэмжээнээс тодорхойлдог. Хамгийн сүүлийн үеийн технологийн хувьд маскийн хязгаар нь ихэвчлэн 858 хавтгай дөрвөлжин миллиметр орчим байдаг. Энэ хэмжээний хязгаарлалт нь маш чухал бөгөөд учир нь энэ нь нэг удаагийн илрэлээр вафли дээр хээ угалз хийж болох хамгийн их талбайг тодорхойлдог. Хэрэв вафли энэ хязгаараас том бол вафлиг бүрэн хээ угалз болгохын тулд олон удаагийн илрэл шаардлагатай бөгөөд энэ нь нарийн төвөгтэй байдал болон тэгшлэх бэрхшээлээс шалтгаалан массын үйлдвэрлэлд тохиромжгүй юм. Шинэ GB200 нь бөөмийн хэмжээний хязгаарлалттай хоёр чипийн субстратыг цахиурын завсрын давхаргад нэгтгэж, хоёр дахин том супер бөөмийн хязгаарлагдмал субстрат үүсгэснээр энэ хязгаарлалтыг даван туулах болно. Бусад гүйцэтгэлийн хязгаарлалтууд нь санах ойн хэмжээ болон тухайн санах ой хүртэлх зай (өөрөөр хэлбэл санах ойн зурвасын өргөн) юм. Шинэ GPU архитектурууд нь хоёр GPU чиптэй ижил цахиурын завсрын дээр суурилуулсан давхарласан өндөр зурвасын өргөнтэй санах ой (HBM) ашиглан энэ асуудлыг даван туулдаг. Цахиурын талаас нь авч үзвэл HBM-ийн асуудал нь өндөр зурвасын өргөнд шаардлагатай өндөр зэрэгцээ интерфэйсийн улмаас цахиурын талбайн бит бүр уламжлалт DRAM-аас хоёр дахин их байдагт оршино. HBM нь мөн стек бүрт логик хяналтын чипийг нэгтгэж, цахиурын талбайг нэмэгдүүлдэг. Ойролцоогоор тооцоолсноор 2.5D GPU архитектурт ашиглагддаг цахиурын талбай нь уламжлалт 2.0D архитектураас 2.5-3 дахин их байна. Өмнө дурдсанчлан, хэрэв цутгах үйлдвэрийн компаниуд энэ өөрчлөлтөд бэлэн биш бол цахиурын хавтангийн багтаамж дахин маш бага болж магадгүй юм.
Цахиурын ялтсан хавтангийн зах зээлийн ирээдүйн хүчин чадал
Хагас дамжуулагч үйлдвэрлэлийн гурван хуулийн эхнийх нь хамгийн бага мөнгө байгаа үед хамгийн их мөнгө хөрөнгө оруулах шаардлагатай байдаг явдал юм. Энэ нь салбарын мөчлөгийн шинж чанартай холбоотой бөгөөд хагас дамжуулагч компаниуд энэ дүрмийг дагаж мөрдөхөд хэцүү байдаг. Зурагт үзүүлсэнчлэн цахиурын вафли үйлдвэрлэгчдийн ихэнх нь энэ өөрчлөлтийн нөлөөллийг хүлээн зөвшөөрч, сүүлийн хэдэн улиралд улирлын нийт хөрөнгө оруулалтаа бараг гурав дахин нэмэгдүүлсэн байна. Зах зээлийн хүнд хэцүү нөхцөл байдлаас үл хамааран энэ хэвээр байна. Илүү сонирхолтой нь энэ чиг хандлага удаан хугацаанд үргэлжилж байна. Цахиурын вафли үйлдвэрлэгч компаниуд азтай эсвэл бусдын мэддэггүй зүйлийг мэддэг. Хагас дамжуулагч хангамжийн сүлжээ бол ирээдүйг урьдчилан таамаглаж чадах цаг хугацааны машин юм. Таны ирээдүй хэн нэгний өнгөрсөн үе байж магадгүй юм. Бид үргэлж хариулт авдаггүй ч бараг үргэлж үнэ цэнэтэй асуултуудыг авдаг.
Нийтэлсэн цаг: 2024 оны 6-р сарын 17