Isi Kandungan
1. Halangan Pelesapan Haba dalam Cip AI dan Penemuan Bahan Silikon Karbida
2. Ciri-ciri dan Kelebihan Teknikal Substrat Silikon Karbida
3. Pelan Strategik dan Pembangunan Kolaboratif oleh NVIDIA dan TSMC
4. Laluan Pelaksanaan dan Cabaran Teknikal Utama
5.Prospek Pasaran dan Pengembangan Kapasiti
6. Kesan terhadap Rantaian Bekalan dan Prestasi Syarikat Berkaitan
7.Aplikasi Luas dan Saiz Pasaran Keseluruhan Silikon Karbida
8.Penyelesaian dan Sokongan Produk Tersuai XKH
Kesesakan pelesapan haba cip AI masa hadapan sedang diatasi oleh bahan substrat silikon karbida (SiC).
Menurut laporan media asing, NVIDIA merancang untuk menggantikan bahan substrat perantaraan dalam proses pembungkusan canggih CoWoS bagi pemproses generasi akan datangnya dengan silikon karbida. TSMC telah menjemput pengeluar utama untuk bersama-sama membangunkan teknologi pembuatan untuk substrat perantaraan SiC.
Sebab utamanya adalah kerana peningkatan prestasi cip AI semasa telah mengalami batasan fizikal. Apabila kuasa GPU meningkat, penyepaduan berbilang cip ke dalam interposer silikon menghasilkan permintaan pelesapan haba yang sangat tinggi. Haba yang dihasilkan dalam cip semakin menghampiri hadnya, dan interposer silikon tradisional tidak dapat menangani cabaran ini dengan berkesan.
Pemproses NVIDIA Menukar Bahan Pelesapan Haba! Permintaan Substrat Silikon Karbida Bakal Melonjak! Silikon karbida ialah semikonduktor jurang jalur yang lebar dan sifat fizikalnya yang unik memberikannya kelebihan yang ketara dalam persekitaran ekstrem dengan kuasa tinggi dan fluks haba yang tinggi. Dalam pembungkusan canggih GPU, ia menawarkan dua kelebihan teras:
1. Keupayaan Pelesapan Haba: Menggantikan interposer silikon dengan interposer SiC boleh mengurangkan rintangan haba sebanyak hampir 70%.
2. Senibina Kuasa yang Cekap: SiC membolehkan penciptaan modul pengatur voltan yang lebih cekap dan lebih kecil, memendekkan laluan penghantaran kuasa dengan ketara, mengurangkan kehilangan litar dan menyediakan tindak balas arus dinamik yang lebih pantas dan stabil untuk beban pengkomputeran AI.
Transformasi ini bertujuan untuk menangani cabaran pelesapan haba yang disebabkan oleh peningkatan kuasa GPU secara berterusan, sekali gus menyediakan penyelesaian yang lebih cekap untuk cip pengkomputeran berprestasi tinggi.
Kekonduksian terma silikon karbida adalah 2-3 kali lebih tinggi daripada silikon, dengan berkesan meningkatkan kecekapan pengurusan terma dan menyelesaikan masalah pelesapan haba dalam cip berkuasa tinggi. Prestasi termanya yang cemerlang dapat mengurangkan suhu sambungan cip GPU sebanyak 20-30°C, meningkatkan kestabilan dengan ketara dalam senario pengkomputeran tinggi.
Laluan Pelaksanaan dan Cabaran
Menurut sumber rantaian bekalan, NVIDIA akan melaksanakan transformasi bahan ini dalam dua langkah:
•2025-2026: GPU Rubin generasi pertama masih akan menggunakan interposer silikon. TSMC telah menjemput pengeluar utama untuk bersama-sama membangunkan teknologi pembuatan interposer SiC.
•2027: Interposer SiC akan disepadukan secara rasmi ke dalam proses pembungkusan termaju.
Walau bagaimanapun, rancangan ini menghadapi banyak cabaran, terutamanya dalam proses pembuatan. Kekerasan silikon karbida setanding dengan berlian, yang memerlukan teknologi pemotongan yang sangat tinggi. Jika teknologi pemotongan tidak mencukupi, permukaan SiC mungkin menjadi beralun, menjadikannya tidak boleh digunakan untuk pembungkusan canggih. Pengilang peralatan seperti DISCO Jepun sedang berusaha untuk membangunkan peralatan pemotongan laser baharu bagi menangani cabaran ini.
Prospek Masa Depan
Pada masa ini, teknologi interposer SiC akan digunakan buat kali pertama dalam cip AI yang paling canggih. TSMC merancang untuk melancarkan CoWoS retikel 7x pada tahun 2027 untuk mengintegrasikan lebih banyak pemproses dan memori, meningkatkan kawasan interposer kepada 14,400 mm², yang akan memacu permintaan yang lebih tinggi untuk substrat.
Morgan Stanley meramalkan bahawa kapasiti pembungkusan CoWoS bulanan global akan meningkat daripada 38,000 wafer 12 inci pada tahun 2024 kepada 83,000 pada tahun 2025 dan 112,000 pada tahun 2026. Pertumbuhan ini akan meningkatkan permintaan secara langsung untuk interposer SiC.
Walaupun substrat SiC 12-inci pada masa ini mahal, harga dijangka menurun secara beransur-ansur ke tahap yang munasabah apabila pengeluaran besar-besaran meningkat dan teknologi matang, sekali gus mewujudkan keadaan untuk aplikasi berskala besar.
Interposer SiC bukan sahaja menyelesaikan masalah pelesapan haba tetapi juga meningkatkan ketumpatan integrasi dengan ketara. Luas substrat SiC 12 inci hampir 90% lebih besar daripada substrat 8 inci, membolehkan satu interposer mengintegrasikan lebih banyak modul Chiplet, menyokong secara langsung keperluan pembungkusan CoWoS retikel 7x NVIDIA.
TSMC sedang bekerjasama dengan syarikat Jepun seperti DISCO untuk membangunkan teknologi pembuatan interposer SiC. Sebaik sahaja peralatan baharu disediakan, pembuatan interposer SiC akan berjalan dengan lebih lancar, dengan kemasukan terawal ke dalam pembungkusan canggih dijangka pada tahun 2027.
Didorong oleh berita ini, saham berkaitan SiC menunjukkan prestasi kukuh pada 5 September, dengan indeks meningkat 5.76%. Syarikat seperti Tianyue Advanced, Luxshare Precision dan Tiantong Co. mencapai had kenaikan harian, manakala Jingsheng Mechanical & Electrical dan Yintang Intelligent Control melonjak lebih 10%.
Menurut Daily Economic News, untuk meningkatkan prestasi, NVIDIA merancang untuk menggantikan bahan substrat perantaraan dalam proses pembungkusan canggih CoWoS dengan silikon karbida dalam pelan tindakan pembangunan pemproses Rubin generasi akan datang.
Maklumat awam menunjukkan bahawa silikon karbida mempunyai sifat fizikal yang sangat baik. Berbanding dengan peranti silikon, peranti SiC menawarkan kelebihan seperti ketumpatan kuasa yang tinggi, kehilangan kuasa yang rendah dan kestabilan suhu tinggi yang luar biasa. Menurut Tianfeng Securities, rantaian industri SiC di hulu melibatkan penyediaan substrat SiC dan wafer epitaksi; bahagian pertengahan merangkumi reka bentuk, pembuatan dan pembungkusan/pengujian peranti kuasa SiC dan peranti RF.
Di hiliran, aplikasi SiC adalah luas, merangkumi lebih sepuluh industri, termasuk kenderaan tenaga baharu, fotovoltaik, pembuatan perindustrian, pengangkutan, stesen pangkalan komunikasi dan radar. Antaranya, automotif akan menjadi bidang aplikasi teras untuk SiC. Menurut Aijian Securities, menjelang 2028, sektor automotif akan menyumbang 74% daripada pasaran peranti SiC kuasa global.
Dari segi saiz pasaran keseluruhan, menurut Yole Intelligence, saiz pasaran substrat SiC konduktif dan separa penebat global masing-masing adalah 512 juta dan 242 juta pada tahun 2022. Diunjurkan bahawa menjelang 2026, saiz pasaran SiC global akan mencapai 2.053 bilion, dengan saiz pasaran substrat SiC konduktif dan separa penebat masing-masing mencapai 1.62 bilion dan $433 juta. Kadar pertumbuhan tahunan majmuk (CAGR) untuk substrat SiC konduktif dan separa penebat dari 2022 hingga 2026 dijangka masing-masing sebanyak 33.37% dan 15.66%.
XKH Mengkhusus dalam Pembangunan Tersuai dan Jualan Global Produk Silikon Karbida (SiC), menawarkan julat saiz penuh 2 hingga 12 inci untuk kedua-dua substrat silikon karbida konduktif dan separa penebat. Kami menyokong penyesuaian parameter yang diperibadikan seperti orientasi kristal, kerintangan (10⁻³–10¹⁰ Ω·cm), dan ketebalan (350–2000μm). Produk kami digunakan secara meluas dalam bidang mewah termasuk kenderaan tenaga baharu, penyongsang fotovoltaik dan motor perindustrian. Dengan memanfaatkan sistem rantaian bekalan yang mantap dan pasukan sokongan teknikal, kami memastikan tindak balas yang pantas dan penghantaran yang tepat, membantu pelanggan meningkatkan prestasi peranti dan mengoptimumkan kos sistem.
Masa siaran: 12-Sep-2025