החלפת חומרי פיזור חום! הביקוש למצע סיליקון קרביד עומד לעלות בקצב מסחרר!

תוֹכֶן הָעִניָנִים

1. צוואר בקבוק של פיזור חום בשבבי בינה מלאכותית ופריצת הדרך של חומרי סיליקון קרביד

2. מאפיינים ויתרונות טכניים של מצעי סיליקון קרביד

3. תוכניות אסטרטגיות ופיתוח שיתופי של NVIDIA ו-TSMC

4. נתיב יישום ואתגרים טכניים מרכזיים

5. סיכויי שוק והרחבת קיבולת

6. השפעה על שרשרת האספקה ​​והביצועים של חברות קשורות

7. יישומים רחבים וגודל השוק הכולל של סיליקון קרביד

8. פתרונות מותאמים אישית ותמיכת מוצרים של XKH

צוואר הבקבוק של פיזור החום של שבבי בינה מלאכותית עתידיים מתגבר על ידי חומרי מצע של סיליקון קרביד (SiC).

על פי דיווחים בתקשורת זרים, NVIDIA מתכננת להחליף את חומר המצע הביניים בתהליך האריזה המתקדם CoWoS של מעבדי הדור הבא שלה בסיליקון קרביד. TSMC הזמינה יצרנים גדולים לפתח במשותף טכנולוגיות ייצור עבור מצעי ביניים של SiC.

הסיבה העיקרית היא ששיפור הביצועים של שבבי בינה מלאכותית קיימים נתקל במגבלות פיזיות. ככל שעוצמת המעבד הגרפי עולה, שילוב שבבים מרובים בתוך שבבי סיליקון מייצר דרישות פיזור חום גבוהות במיוחד. החום הנוצר בתוך השבבים מתקרב לקצה גבול היכולת שלו, ושבבי סיליקון מסורתיים אינם יכולים להתמודד ביעילות עם אתגר זה.

מעבדי NVIDIA מחליפים חומרי פיזור חום! הביקוש למצע סיליקון קרביד צפוי לעלות! סיליקון קרביד הוא מוליך למחצה בעל פער אנרגיה רחב, והתכונות הפיזיקליות הייחודיות שלו מעניקות לו יתרונות משמעותיים בסביבות קיצוניות עם הספק גבוה ושטף חום גבוה. במארזים מתקדמים של GPU, הוא מציע שני יתרונות מרכזיים:

1. יכולת פיזור חום: החלפת חוצים מסיליקון בחוצים מסיליקון יכולה להפחית את ההתנגדות התרמית בכמעט 70%.

2. ארכיטקטורת הספק יעילה: SiC מאפשר יצירת מודולי ווסת מתח קטנים ויעילים יותר, מקצרים משמעותית את נתיבי אספקת ההספק, מפחיתים הפסדי מעגל ומספקים תגובות זרם דינמיות מהירות ויציבות יותר עבור עומסי מחשוב מבוססי בינה מלאכותית.

מטרת השינוי הזה היא להתמודד עם אתגרי פיזור החום הנגרמים עקב עלייה מתמדת בהספק המעבד הגרפי, ולספק פתרון יעיל יותר לשבבי מחשוב בעלי ביצועים גבוהים.

המוליכות התרמית של סיליקון קרביד גבוהה פי 2-3 מזו של סיליקון, מה שמשפר ביעילות את יעילות ניהול התרמי ופותר בעיות פיזור חום בשבבים בעלי הספק גבוה. הביצועים התרמיים המצוינים שלו יכולים להפחית את טמפרטורת הצומת של שבבי GPU ב-20-30 מעלות צלזיוס, ובכך לשפר משמעותית את היציבות בתרחישים של מחשוב גבוה.

נתיב יישום ואתגרים

לפי מקורות בשרשרת האספקה, NVIDIA תיישם את השינוי החומרי הזה בשני שלבים:

•​​2025-2026​​: כרטיס המסך Rubin מהדור הראשון עדיין ישתמש בחוצים מסיליקון. TSMC הזמינה יצרנים גדולים לפתח במשותף טכנולוגיית ייצור חיצוני סיליקון.

•​​2027​​: חוצים של SiC ישולבו רשמית בתהליך האריזה המתקדם.

עם זאת, תוכנית זו ניצבת בפני אתגרים רבים, במיוחד בתהליכי ייצור. קשיות הסיליקון קרביד דומה לזו של היהלום, ודורשת טכנולוגיית חיתוך מתקדמת ביותר. אם טכנולוגיית החיתוך אינה מספקת, פני השטח של סיליקון קרביד עלולים להפוך לגליים, מה שהופך אותם לבלתי שמישים לאריזה מתקדמת. יצרני ציוד כמו DISCO היפנית עובדים על פיתוח ציוד חיתוך לייזר חדש כדי להתמודד עם אתגר זה.

סיכויים עתידיים

נכון לעכשיו, טכנולוגיית האינטרפוזר SiC תשמש לראשונה בשבבי הבינה המלאכותית המתקדמים ביותר. TSMC מתכננת להשיק CoWoS עם רשתית 7x בשנת 2027 כדי לשלב יותר מעבדים וזיכרון, ולהגדיל את שטח האינטרפוזר ל-14,400 מ"מ רבוע, מה שיביא לביקוש גובר לסובסטרטים.

מורגן סטנלי צופה כי קיבולת האריזה החודשית העולמית של CoWoS תזנק מ-38,000 פרוסות 12 אינץ' בשנת 2024 ל-83,000 בשנת 2025 ו-112,000 בשנת 2026. צמיחה זו תגביר ישירות את הביקוש לחוצצים SiC.

למרות שמצעי SiC בגודל 12 אינץ' יקרים כיום, המחירים צפויים לרדת בהדרגה לרמות סבירות ככל שהייצור ההמוני יתפתח והטכנולוגיה תתבגר, מה שייצור תנאים ליישומים בקנה מידה גדול.

אינטרפוזורים של SiC לא רק פותרים בעיות פיזור חום אלא גם משפרים משמעותית את צפיפות האינטגרציה. שטחם של מצעי SiC בגודל 12 אינץ' גדול כמעט ב-90% מזה של מצעי 8 אינץ', מה שמאפשר לאינטרפוזור יחיד לשלב יותר מודולי Chiplet, ובכך לתמוך ישירות בדרישות האריזה של NVIDIA עם רשתית 7x CoWoS.

TSMC משתפת פעולה עם חברות יפניות כמו DISCO כדי לפתח טכנולוגיית ייצור של חוצים SiC. לאחר שיותקן הציוד החדש, ייצור החוצים SiC יתקדם בצורה חלקה יותר, כאשר הכניסה המוקדמת ביותר לתחום האריזות המתקדמות צפויה בשנת 2027.

בהשראת חדשות אלו, מניות הקשורות ל-SiC רשמו ביצועים חזקים ב-5 בספטמבר, כאשר המדד עלה ב-5.76%. חברות כמו Tianyue Advanced, Luxshare Precision ו-Tiantong Co. הגיעו לעלייה היומית, בעוד ש-Jingsheng Mechanical & Electrical ו-Yintang Intelligent Control זינקו ביותר מ-10%.

על פי ה-Daily Economic News, כדי לשפר את הביצועים, NVIDIA מתכננת להחליף את חומר המצע הביניים בתהליך האריזה המתקדם של CoWoS בסיליקון קרביד בתוכנית הפיתוח של מעבדי Rubin מהדור הבא שלה.

מידע ציבורי מראה כי לסיליקון קרביד תכונות פיזיקליות מצוינות. בהשוואה להתקני סיליקון, התקני SiC מציעים יתרונות כגון צפיפות הספק גבוהה, אובדן הספק נמוך ויציבות יוצאת דופן בטמפרטורה גבוהה. על פי Tianfeng Securities, שרשרת תעשיית ה-SiC במעלה הזרם כוללת הכנת מצעים של SiC ופלים אפיטקסיאליים; שלב הביניים כולל תכנון, ייצור ואריזה/בדיקה של התקני הספק של SiC והתקני RF.

במורד הזרם, יישומי ה-SiC נרחבים, ומכסים למעלה מעשר תעשיות, כולל כלי רכב לאנרגיה חדשה, פוטו-וולטאית, ייצור תעשייתי, תחבורה, תחנות בסיס לתקשורת ומכ"ם. מבין אלה, תחום הרכב יהפוך לתחום היישומים המרכזי של ה-SiC. על פי Aijian Securities, עד 2028, מגזר הרכב יהווה 74% משוק התקני ה-SiC העולמי להספק.

מבחינת גודל השוק הכולל, על פי Yole Intelligence, שוק מצעי SiC המוליכים והחצי-מבודדים העולמי היה 512 מיליון ו-242 מיליון, בהתאמה, בשנת 2022. ההערכה היא שעד 2026, גודל שוק ה-SiC העולמי יגיע ל-2.053 מיליארד, כאשר שוק מצעי SiC המוליכים והחצי-מבודדים יגיע ל-1.62 מיליארד ו-433 מיליון דולר, בהתאמה. שיעורי הצמיחה השנתיים המורכבים (CAGRs) עבור מצעי SiC מוליכים וחצי-מבודדים בין השנים 2022 ל-2026 צפויים להיות 33.37% ו-15.66%, בהתאמה.

XKH מתמחה בפיתוח מותאם אישית ומכירות גלובליות של מוצרי סיליקון קרביד (SiC), ומציעה מגוון רחב של גדלים של 2 עד 12 אינץ' עבור מצעים מוליכים וחצי-מבודדים מסיליקון קרביד. אנו תומכים בהתאמה אישית של פרמטרים כגון כיוון הגביש, התנגדות (10⁻³–10¹⁰ Ω·cm) ועובי (350–2000 מיקרומטר). המוצרים שלנו נמצאים בשימוש נרחב בתחומים מתקדמים, כולל כלי רכב אנרגיה חדשים, ממירים פוטו-וולטאיים ומנועים תעשייתיים. באמצעות מערכת שרשרת אספקה ​​חזקה וצוות תמיכה טכנית, אנו מבטיחים תגובה מהירה ואספקה ​​מדויקת, ועוזרים ללקוחות לשפר את ביצועי המכשיר ולמטב את עלויות המערכת.