انڈسٹری کی خبریں: جی پی یو نے سلیکن ویفرز کی مانگ کو آگے بڑھایا

آکسیجن کے بعد ، سلیکن زمین کا دوسرا سب سے عام مواد ہے ، اور کائنات کا ساتواں سب سے عام مواد ہے۔ سلیکن ایک سیمیکمڈکٹر ہے ، جس کا مطلب ہے کہ اس میں کنڈکٹر (جیسے تانبے) اور انسولیٹر (جیسے شیشے) کے مابین بجلی کی خصوصیات ہیں۔ سلیکن ڈھانچے میں غیر ملکی ایٹموں کی ایک چھوٹی سی مقدار بنیادی طور پر اس کے طرز عمل کو تبدیل کرسکتی ہے ، لہذا سیمیکمڈکٹر گریڈ سلیکن کی پاکیزگی حیرت انگیز طور پر زیادہ ہونی چاہئے۔ الیکٹرانک گریڈ سلیکن کے لئے قابل قبول کم سے کم طہارت 99.9999999 ٪ ہے۔

اس کا مطلب یہ ہے کہ ہر دس بلین ایٹموں کے لئے صرف ایک نان سلیکون ایٹم کی اجازت ہے۔ پینے کے اچھے پانی سے 40 ملین غیر پانی کے مالیکیولوں کی اجازت ملتی ہے ، جو سیمیکمڈکٹر گریڈ سلیکن سے 50 ملین گنا کم خالص ہے۔

خالی سلیکن ویفر مینوفیکچررز کو اعلی طہارت سلیکن کو کامل سنگل کرسٹل ڈھانچے میں تبدیل کرنا ہوگا۔ یہ مناسب درجہ حرارت پر پگھلے ہوئے سلیکن میں سنگل ماں کرسٹل متعارف کروا کر کیا جاتا ہے۔ جب نئی بیٹی کے کرسٹل مدر کرسٹل کے ارد گرد بڑھنا شروع ہوجاتے ہیں تو ، سلیکن انٹ آہستہ آہستہ پگھلے ہوئے سلیکن سے تشکیل پاتا ہے۔ عمل سست ہے اور ایک ہفتہ لگ سکتا ہے۔ تیار شدہ سلیکن انگوٹ کا وزن تقریبا 100 100 کلو گرام ہے اور یہ 3،000 سے زیادہ ویفر بنا سکتا ہے۔

ویفرز کو بہت عمدہ ہیرے کے تار کا استعمال کرتے ہوئے پتلی ٹکڑوں میں کاٹا جاتا ہے۔ سلیکن کاٹنے والے ٹولز کی صحت سے متعلق بہت زیادہ ہے ، اور آپریٹرز کی مستقل نگرانی کی جانی چاہئے ، یا وہ اپنے بالوں میں بے وقوف کام کرنے کے ل tools ٹولز کا استعمال شروع کردیں گے۔ سلیکن ویفرز کی تیاری کا مختصر تعارف بہت آسان ہے اور اس میں باصلاحیت افراد کی شراکت کو پوری طرح سے سہرا نہیں دیا گیا ہے۔ لیکن امید کی جارہی ہے کہ سلیکن ویفر کے کاروبار کی گہری تفہیم کے لئے ایک پس منظر فراہم کیا جائے گا۔

سلیکن ویفرز کی فراہمی اور طلب کا رشتہ

سلیکن ویفر مارکیٹ میں چار کمپنیوں کا غلبہ ہے۔ ایک طویل عرصے سے ، مارکیٹ سپلائی اور طلب کے مابین ایک نازک توازن میں ہے۔
2023 میں سیمیکمڈکٹر کی فروخت میں کمی کی وجہ سے مارکیٹ کو زیادہ سے زیادہ حالت میں شامل کیا گیا ہے ، جس کی وجہ سے چپ مینوفیکچررز کی داخلی اور بیرونی انوینٹری زیادہ ہوجاتی ہیں۔ تاہم ، یہ صرف ایک عارضی صورتحال ہے۔ جب مارکیٹ صحت یاب ہو رہی ہے تو ، صنعت جلد ہی صلاحیت کے کنارے پر واپس آجائے گی اور اسے AI انقلاب کے ذریعہ لائی گئی اضافی مانگ کو پورا کرنا ہوگا۔ روایتی سی پی یو پر مبنی فن تعمیر سے تیزی سے کمپیوٹنگ کی منتقلی کا اثر پوری صنعت پر پڑے گا ، تاہم ، اس کا اثر سیمیکمڈکٹر انڈسٹری کے کم قدر والے حصوں پر پڑ سکتا ہے۔

گرافکس پروسیسنگ یونٹ (جی پی یو) فن تعمیرات میں مزید سلیکن ایریا کی ضرورت ہوتی ہے

جیسے جیسے کارکردگی کی طلب میں اضافہ ہوتا ہے ، جی پی یو مینوفیکچررز کو جی پی یو سے اعلی کارکردگی کے حصول کے لئے کچھ ڈیزائن کی حدود پر قابو پالنا چاہئے۔ ظاہر ہے ، چپ کو بڑا بنانا اعلی کارکردگی کو حاصل کرنے کا ایک طریقہ ہے ، کیونکہ الیکٹران مختلف چپس کے مابین لمبی دوری کا سفر کرنا پسند نہیں کرتے ہیں ، جو کارکردگی کو محدود کرتے ہیں۔ تاہم ، چپ کو بڑا بنانے کی ایک عملی حد ہے ، جسے "ریٹنا کی حد" کہا جاتا ہے۔

لتھوگرافی کی حد سے مراد کسی چپ کے زیادہ سے زیادہ سائز سے مراد ہے جو سیمیکمڈکٹر مینوفیکچرنگ میں استعمال ہونے والی لتھوگرافی مشین میں ایک ہی قدم میں بے نقاب ہوسکتا ہے۔ اس حد کا تعین لتھوگرافی کے سامان کے زیادہ سے زیادہ مقناطیسی فیلڈ سائز سے ہوتا ہے ، خاص طور پر لتھوگرافی کے عمل میں استعمال ہونے والے اسٹپر یا اسکینر۔ جدید ترین ٹکنالوجی کے لئے ، ماسک کی حد عام طور پر 858 مربع ملی میٹر کے آس پاس ہوتی ہے۔ یہ سائز کی حد بہت اہم ہے کیونکہ یہ زیادہ سے زیادہ رقبے کا تعین کرتا ہے جس کو ایک ہی نمائش میں ویفر پر نمونہ بنایا جاسکتا ہے۔ اگر ویفر اس حد سے بڑا ہے تو ، ویفر کو مکمل طور پر نمونہ کرنے کے لئے متعدد نمائشوں کی ضرورت ہوگی ، جو پیچیدگی اور سیدھ میں آنے والے چیلنجوں کی وجہ سے بڑے پیمانے پر پیداوار کے لئے ناقابل عمل ہے۔ نیا GB200 دو چپ سبسٹریٹس کو ذرہ سائز کی حدود کے ساتھ سلیکن انٹرلیئر میں جوڑ کر اس حد پر قابو پائے گا ، جس سے ایک سپر پارٹیکل محدود سبسٹریٹ تشکیل دیا جائے گا جو دوگنا بڑا ہے۔ کارکردگی کی دیگر حدود میموری کی مقدار اور اس میموری (یعنی میموری میموری بینڈوتھ) کے فاصلے ہیں۔ نئے جی پی یو فن تعمیرات اسٹیکڈ ہائی بینڈوتھ میموری (ایچ بی ایم) کا استعمال کرکے اس مسئلے پر قابو پالیں جو دو جی پی یو چپس کے ساتھ اسی سلیکن انٹرپوزر پر نصب ہے۔ سلیکن کے نقطہ نظر سے ، HBM کے ساتھ مسئلہ یہ ہے کہ سلیکن کا ہر حصہ اعلی بینڈوتھ کے لئے درکار اعلی متوازی انٹرفیس کی وجہ سے روایتی DRAM سے دوگنا ہے۔ ایچ بی ایم ہر اسٹیک میں منطق کے کنٹرول چپ کو بھی مربوط کرتا ہے ، جس سے سلیکن کے علاقے میں اضافہ ہوتا ہے۔ کسی نہ کسی طرح کا حساب کتاب سے پتہ چلتا ہے کہ 2.5D جی پی یو فن تعمیر میں استعمال ہونے والا سلکان علاقہ روایتی 2.0D فن تعمیر سے 2.5 سے 3 گنا ہے۔ جیسا کہ پہلے ذکر کیا گیا ہے ، جب تک کہ فاؤنڈری کمپنیاں اس تبدیلی کے ل prepared تیار نہ ہوں ، سلیکن ویفر کی گنجائش دوبارہ بہت سخت ہوسکتی ہے۔

سلیکن ویفر مارکیٹ کی مستقبل کی گنجائش

سیمیکمڈکٹر مینوفیکچرنگ کے تین قوانین میں سے پہلا یہ ہے کہ کم سے کم رقم دستیاب ہونے پر سب سے زیادہ رقم کی سرمایہ کاری کی ضرورت ہے۔ اس کی وجہ صنعت کی چکرمک نوعیت ہے ، اور سیمیکمڈکٹر کمپنیوں کو اس اصول پر عمل کرنے میں سخت مشکل پیش آتی ہے۔ جیسا کہ اعداد و شمار میں دکھایا گیا ہے ، زیادہ تر سلیکن ویفر مینوفیکچررز نے اس تبدیلی کے اثرات کو تسلیم کیا ہے اور پچھلے کچھ حلقوں میں اپنے سہ ماہی دارالحکومت کے اخراجات میں تقریبا تین گنا اضافہ کیا ہے۔ مارکیٹ کی مشکل صورتحال کے باوجود ، اب بھی ایسا ہی ہے۔ اس سے بھی زیادہ دلچسپ بات یہ ہے کہ یہ رجحان ایک طویل عرصے سے جاری ہے۔ سلیکن ویفر کمپنیاں خوش قسمت ہیں یا کچھ جانتے ہیں جو دوسرے نہیں کرتے ہیں۔ سیمیکمڈکٹر سپلائی چین ایک ٹائم مشین ہے جو مستقبل کی پیش گوئی کرسکتی ہے۔ آپ کا مستقبل کسی اور کا ماضی ہوسکتا ہے۔ اگرچہ ہمیں ہمیشہ جوابات نہیں ملتے ہیں ، لیکن ہمیں ہمیشہ ہی قابل قدر سوالات ملتے ہیں۔