Мазмұны
1. Жасанды интеллект чиптеріндегі жылу таратудың кедергісі және кремний карбидті материалдарының серпілісі
2. Кремний карбидінің негіздерінің сипаттамалары мен техникалық артықшылықтары
3. NVIDIA және TSMC компанияларының стратегиялық жоспарлары және бірлескен әзірлемелері
4. Іске асыру жолы және негізгі техникалық қиындықтар
5. Нарықтық перспективалар және қуаттылықты кеңейту
6. Жеткізу тізбегіне және байланысты компаниялардың өнімділігіне әсері
7. Кремний карбидінің кең қолданылуы және жалпы нарықтық көлемі
8.XKH компаниясының жекелендірілген шешімдері және өнімді қолдау қызметі
Болашақ жасанды интеллект чиптерінің жылу тарату кедергісі кремний карбиді (SiC) субстрат материалдарымен шешілуде.
Шетелдік БАҚ хабарлауынша, NVIDIA өзінің келесі буын процессорларының CoWoS озық қаптама процесіндегі аралық субстрат материалын кремний карбидімен ауыстыруды жоспарлап отыр. TSMC ірі өндірушілерді SiC аралық субстраттары үшін өндіріс технологияларын бірлесіп әзірлеуге шақырды.
Негізгі себеп - қазіргі AI чиптерінің өнімділігін арттыру физикалық шектеулерге тап болды. GPU қуаты артқан сайын, бірнеше чипті кремний интерпозиторларына біріктіру өте жоғары жылу тарату талаптарын тудырады. Чиптердің ішінде пайда болатын жылу шегіне жақындап келеді, ал дәстүрлі кремний интерпозиторлары бұл мәселені тиімді шеше алмайды.
NVIDIA процессорлары жылуды тарату материалдарын ауыстырады! Кремний карбиді субстратына сұраныс жарылуға дайын! Кремний карбиді кең жолақты жартылай өткізгіш болып табылады және оның бірегей физикалық қасиеттері оған жоғары қуатты және жоғары жылу ағыны бар экстремалды орталарда айтарлықтай артықшылықтар береді. GPU озық қаптамасында ол екі негізгі артықшылықты ұсынады:
1. Жылуды тарату мүмкіндігі: Кремний интерпозиторларын SiC интерпозиторларымен ауыстыру жылу кедергісін шамамен 70%-ға төмендетуі мүмкін.
2. Тиімді қуат архитектурасы: SiC тиімдірек, кішірек кернеу реттегіш модульдерін жасауға мүмкіндік береді, қуат беру жолдарын айтарлықтай қысқартады, тізбек шығындарын азайтады және жасанды интеллект есептеу жүктемелері үшін жылдамырақ, тұрақтырақ динамикалық ток жауаптарын қамтамасыз етеді.
Бұл трансформация GPU қуатын үздіксіз арттырудан туындаған жылуды тарату мәселелерін шешуге, жоғары өнімді есептеу чиптері үшін тиімдірек шешім ұсынуға бағытталған.
Кремний карбидінің жылу өткізгіштігі кремнийге қарағанда 2-3 есе жоғары, бұл жылу басқару тиімділігін тиімді түрде жақсартады және жоғары қуатты чиптердегі жылу тарату мәселелерін шешеді. Оның тамаша жылу өнімділігі GPU чиптерінің түйіспе температурасын 20-30°C-қа төмендете алады, бұл жоғары есептеу сценарийлерінде тұрақтылықты айтарлықтай арттырады.
Іске асыру жолы және қиындықтары
Жеткізу тізбегінің дереккөздеріне сәйкес, NVIDIA бұл материалдық трансформацияны екі кезеңмен жүзеге асырады:
•2025-2026: Бірінші буын Rubin GPU әлі де кремний интерпозерлерін пайдаланатын болады. TSMC ірі өндірушілерді SiC интерпозерлерін өндіру технологиясын бірлесіп әзірлеуге шақырды.
•2027: SiC интерпозерлері ресми түрде озық қаптама процесіне біріктіріледі.
Дегенмен, бұл жоспар көптеген қиындықтарға тап болады, әсіресе өндірістік процестерде. Кремний карбидінің қаттылығы алмастың қаттылығымен салыстыруға болады, бұл өте жоғары кесу технологиясын қажет етеді. Егер кесу технологиясы жеткіліксіз болса, SiC беті толқынды болып, оны озық қаптама үшін пайдалануға жарамсыз етуі мүмкін. Жапонияның DISCO сияқты жабдық өндірушілері бұл қиындықты шешу үшін жаңа лазерлік кесу жабдықтарын әзірлеу үстінде.
Болашақ перспективалар
Қазіргі уақытта SiC интерпозер технологиясы ең озық жасанды интеллект чиптерінде алғаш рет қолданылатын болады. TSMC 2027 жылы көбірек процессорлар мен жадты біріктіру үшін 7x торлы CoWoS іске қосуды жоспарлап отыр, бұл интерпозер ауданын 14 400 мм²-ге дейін арттырады, бұл субстраттарға деген сұранысты арттырады.
Morgan Stanley компаниясының болжамы бойынша, CoWoS-тың ай сайынғы жаһандық орау қуаты 2024 жылы 38 000 12 дюймдік пластиналардан 2025 жылы 83 000-ға және 2026 жылы 112 000-ға дейін артады. Бұл өсім SiC интерпозиторларына деген сұранысты тікелей арттырады.
12 дюймдік SiC негіздері қазіргі уақытта қымбат болғанымен, жаппай өндіріс көлемі артып, технология жетілген сайын бағалар біртіндеп қолайлы деңгейге дейін төмендейді деп күтілуде, бұл кең көлемді қолдану үшін жағдай жасайды.
SiC интерпозерлері жылуды тарату мәселелерін шешіп қана қоймай, сонымен қатар интеграция тығыздығын айтарлықтай жақсартады. 12 дюймдік SiC негіздерінің ауданы 8 дюймдік негіздерге қарағанда шамамен 90%-ға үлкен, бұл бір интерпозерге көбірек Chiplet модульдерін біріктіруге мүмкіндік береді, бұл NVIDIA-ның 7x торлы CoWoS орау талаптарын тікелей қолдайды.
TSMC компаниясы DISCO сияқты жапондық компаниялармен бірлесіп SiC интерпозерлерін өндіру технологиясын әзірлеуде. Жаңа жабдықтар орнатылғаннан кейін, SiC интерпозерлерін өндіру тегіс жүріп, озық қаптамаға ең ерте 2027 жылы кіру күтілуде.
Осы жаңалықтың арқасында SiC-ге қатысты акциялар 5 қыркүйекте жоғары көрсеткіштерге қол жеткізді, индекс 5,76%-ға өсті. Tianyue Advanced, Luxshare Precision және Tiantong Co. сияқты компаниялар күнделікті шекті деңгейге жетті, ал Jingsheng Mechanical & Electrical және Yintang Intelligent Control компанияларының акциялары 10%-дан астамға өсті.
Daily Economic News басылымының хабарлауынша, өнімділікті арттыру үшін NVIDIA компаниясы келесі буын Rubin процессорын әзірлеу жоспарында CoWoS озық қаптама процесіндегі аралық субстрат материалын кремний карбидімен ауыстыруды жоспарлап отыр.
Қоғамдық ақпарат кремний карбидінің тамаша физикалық қасиеттерге ие екенін көрсетеді. Кремний құрылғыларымен салыстырғанда, SiC құрылғылары жоғары қуат тығыздығы, төмен қуат шығыны және ерекше жоғары температура тұрақтылығы сияқты артықшылықтарды ұсынады. Tianfeng Securities компаниясының мәліметтері бойынша, SiC салалық тізбегінің жоғарғы ағымы SiC субстраттары мен эпитаксиалды пластиналарды дайындауды қамтиды; орта ағымы SiC қуат құрылғылары мен РФ құрылғыларын жобалауды, өндіруді және қаптауды/сынақтан өткізуді қамтиды.
SiC қолдану аясы кең, ол жаңа энергия көліктері, фотоэлектрлік энергия, өнеркәсіптік өндіріс, көлік, байланыс базалық станциялары және радар сияқты оннан астам саланы қамтиды. Олардың ішінде автомобиль өнеркәсібі SiC қолданудың негізгі саласына айналады. Aijian Securities мәліметтері бойынша, 2028 жылға қарай автомобиль секторы әлемдік қуатты SiC құрылғылары нарығының 74%-ын құрайды.
Yole Intelligence мәліметтері бойынша, жалпы нарық көлемі бойынша 2022 жылы әлемдік өткізгіш және жартылай оқшаулағыш SiC субстрат нарығының көлемі сәйкесінше 512 миллион және 242 миллион болды. 2026 жылға қарай әлемдік SiC нарығының көлемі 2,053 миллиардқа жетеді, ал өткізгіш және жартылай оқшаулағыш SiC субстрат нарықтарының көлемі сәйкесінше 1,62 миллиард және 433 миллион долларға жетеді деп болжануда. Өткізгіш және жартылай оқшаулағыш SiC субстраттарының 2022 жылдан 2026 жылға дейінгі құрама жылдық өсу қарқыны (CAGR) сәйкесінше 33,37% және 15,66% болады деп күтілуде.
XKH кремний карбиді (SiC) өнімдерін тапсырыс бойынша әзірлеуге және жаһандық сатуға маманданған, өткізгіш және жартылай оқшаулағыш кремний карбиді негіздері үшін 2-ден 12 дюймге дейінгі толық өлшемді диапазонды ұсынады. Біз кристалдың бағдары, кедергісі (10⁻³–10¹⁰ Ω·см) және қалыңдығы (350–2000μм) сияқты параметрлерді жекешелендіруді қолдаймыз. Біздің өнімдеріміз жаңа энергетикалық көліктер, фотоэлектрлік инверторлар және өнеркәсіптік қозғалтқыштар сияқты жоғары деңгейлі салаларда кеңінен қолданылады. Берік жеткізу тізбегі жүйесін және техникалық қолдау тобын пайдалана отырып, біз жылдам жауап беруді және дәл жеткізуді қамтамасыз етеміз, бұл тұтынушыларға құрылғының өнімділігін арттыруға және жүйе шығындарын оңтайландыруға көмектеседі.
Жарияланған уақыты: 2025 жылғы 12 қыркүйек