英伟达Rubin处理器传导入 碳化硅产业面临新机会

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由于英伟达急于快速拉高GPU效能,芯片内连结存储器和GPU的中介层,材料将由硅转为碳化硅,这将是碳化硅产业的新机会。

 今年5月,全球碳化硅龙头Wolfspeed宣布破产,但是,同一个月,环球晶董事长徐秀兰却表示,环球晶将和客户共同开发碳化硅新产品。加码碳化硅市场的不止环球晶,格棋化合物半导体公司董事长张忠杰也透露,目前公司正积极开发新产品,而这项产品可用于半导体先进制程。

 如果把CoWoS封装做出来的IC比喻成一栋大楼,把英伟达的GPU比喻成大楼里的工厂,硅中介层的作用,就象是大楼的楼板,除了承载英伟达的GPU,还可以串连旁边的高性能存储器,让数据可以在GPU和存储器之间快速移动。目前,一块硅中介层里会配置一颗GPU和多颗存储器。

 这栋大楼的基地,则是原有的载板,一块载板上的空间足以摆上好几栋这样的「大楼」,通过载板交换信号,最后再封装成一颗芯片。

 张忠杰透露,目前半导体先进制程正在研究,要将原本用硅制造的硅中介层换成用碳化硅制造,因为未来高阶芯片计划的功耗高达1000V!相比之下,特斯拉快充时的电压,也只有350V。

 业界人士观察,目前英伟达是最积极要采用这项技术的公司。因为英伟达的NVLink技术特性是,GPU和存储器距离愈近,传输速度愈快,GPU的功率愈高,效能也愈好,未来英伟达甚至计划要把GPU和存储器叠在一起,用极大的电流驱动,由于碳化硅的导热系数比铜还要好,能有效缓解大电流产生的高热,因此被英伟达看上。

 不过,碳化硅如果拿来做中介层,要求和传统的碳化硅不同,业界人士分析,晶圆厂是把碳化硅当作中介层材料,因此,传统碳化硅产业在意的结构瑕疵,对制造中介层时影响并不大,但关键在切割技术,碳化硅硬度和钻石相当,如果切割技术不佳,碳化硅的表面会呈波浪状,无法用于先进封装。

 此外,用绝缘的单晶碳化硅制造硅中介层,导热效果最好,且必须要和现有的硅晶圆一样大,由于目前碳化硅制造商多半只能制造6吋和8吋的碳化硅晶圆,因此投资制造更大的单晶碳化硅晶圆产线。

 目前台积电邀集各国厂商共同研发碳化硅中介层的制造技术,但切割设备大厂如日本DISCO正在研发新一代激光切割机台,因此,英伟达的Rubin GPU第一代仍会采用硅中介层,等新设备到位,碳化硅中介层制造会更为顺利,但由于英伟达对效能进步的要求极高,当芯片内产生的热超过极限,就必须采用碳化硅。最晚后年,碳化硅就会进入先进封装。

 

责编: 张轶群
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