NVIDIA-Prozessoren wechseln auf thermisches Schnittstellenmaterial!

Der thermische Engpass künftiger KI-Chips wird durch Substratmaterialien aus Siliziumcarbid (SiC) überwunden.

Nach Berichten ausländischer Medien plant NVIDIA, das Zwischensubstratmaterial im CoWoS-Verpackungsprozess seiner nächsten Prozessoren mit Siliziumkarbid zu ersetzen.TSMC hat große Hersteller eingeladen, gemeinsam Fertigungstechnologien für SiC-Zwischensubstrate zu entwickelnDiese Verschiebung adressiert die physikalischen Einschränkungen der aktuellen KI-Chip-Leistungsverbesserungen.Die Integration mehrerer Chips in Silizium-Interposatoren erzeugt extreme thermische Anforderungen, was herkömmliche Siliziummaterialien über ihre Wärmeabsorptionsfähigkeit hinaus treibt.

Siliziumkarbid, ein Breitband-Halbleiter, bietet einzigartige Vorteile in extremen Umgebungen mit hoher Leistung und hohem Wärmefluss.

1.Verbessertes thermisches Management: Durch den Austausch von Silizium-Interposern durch SiC wird der Wärmewiderstand um fast 70% reduziert.

2.Optimierte Stromversorgungsarchitektur: SiC ermöglicht kleinere, effizientere Spannungsreglermodule (VRMs), die Stromversorgungswege verkürzen und Widerstandsverluste minimieren, um schneller,Stabile aktuelle Reaktionen in KI-Arbeitsauflagen.

Diese Transformation adressiert direkt die Herausforderungen der GPU-Leistungsskalation und bietet eine hocheffiziente Lösung für Prozessoren der nächsten Generation.

Hauptvorteile von Siliziumkarbid

•2×3x höhere Wärmeleitfähigkeit als Silizium, wodurch Probleme mit der Wärmeabgabe in Hochleistungschips gelöst werden.

•20-30°C niedrigere Knotentemperaturen für eine verbesserte Stabilität in Hochleistungs-Szenarien.

Durchführungsroutekaart und Herausforderungen

NVIDIA plant einen schrittweisen Ansatz:

•2025­2026:Die Rubin-GPUs der ersten Generation werden Silizium-Interposatoren behalten, während TSMC mit Lieferanten zusammenarbeitet, um SiC-Fertigungstechnologien zu entwickeln.

•2027:Vollständige Einführung von SiC-Interposatoren in modernen Verpackungen.

Zu den Haupthindernissen gehören:

•Materialhärte:Silikoncarbid® hat eine diamantartige Härte, die ein extrem präzises Schneiden erfordert.Die japanische Firma DISCO entwickelt Laser-Schneidsysteme der nächsten Generation..

Ausblick auf den Markt

•Frühe Adoption:SiC-Interposatoren werden zunächst in Flaggschiff-KI-Chips erscheinen. Das 7x-Masken-CoWoS-Design von TSMC (Start 2027) wird die Interposatorfläche auf 14.400 mm2 erweitern und die Nachfrage nach Substraten steigern.

•KapazitätserweiterungMorgan Stanley prognostiziert, dass die monatliche CoWoS-Kapazität von 38.000 12-Zoll-Wafern im Jahr 2024 auf 83.000 im Jahr 2025 und 112.000 im Jahr 2026 steigen wird, was die Nachfrage nach SiC-Interposern direkt steigern wird.

•Kostenentwicklung:Trotz der derzeit hohen Preise dürften die 12-Zoll-SiC-Substrate im Produktionsmaßstab auf ein lebensfähiges Niveau zurückgehen.

Auswirkungen auf nachgelagerte Anwendungen

•Integrationsdichte:12-Zoll-SiC-Substrate bieten eine um 90% größere Fläche als 8-Zoll-Versionen, was mehr Chiplet-Module pro Interposer ermöglicht.

•Synergien in der Lieferkette:TSMC und DISCO fördern die Forschung und Entwicklung in der Fertigung, wobei die kommerzielle Produktion für 2027 geplant ist.

- Ich weiß.

Marktreaktion

Am 5. September stiegen die SiC-Aktien um 5,76%, angeführt von Tianyue Advanced, Luxi Technology und Tianshun Shares.

•NVIDIA's Rubin Prozessor Roadmap.

•SiC ′s überlegene Eigenschaften: hohe Leistungsdichte, geringe Verluste und thermische Stabilität.

Industrieprognosen

•Marktgröße:Die weltweiten Märkte für leitfähige/mitteisolierende SiC-Substrate erreichten 2022 512M/242M und werden bis 2026 voraussichtlich 1,62B/433M erreichen (CAGR: 33,37%/15,66%).

•Anwendungsbereich:Die Automobilindustrie wird dominieren und bis 2028 74% der SiC-Anlagen ausmachen.

Dynamik der Lieferkette

•Führung:Tianyue Advanced (global Nr. 2 in leitfähigen SiC), Sanan und Luxi Technology führen die Produktion.

•Ausrüstung:Inländische Unternehmen wie NAURA und Jingce halten einen Marktanteil von mehr als 60% bei SiC-Kristall-Anbaugeräten.

Risiken und Chancen

•Technische Hindernisse:Die Kontrolle der Defektdichte und die Einheitlichkeit der 12-Zoll-Wafer bleiben kritische Herausforderungen.

•Kostenwettbewerbsfähigkeit:Die Produktion in größerem Maßstab zu vergrößern und den Ertrag zu verbessern, ist für die Massenakzeptanz unerlässlich.

Schlussfolgerung

Die Umstellung von NVIDIA auf SiC-Interposer markiert einen entscheidenden Moment für fortschrittliche Verpackungen.die Synergie zwischen KI-gesteuerter Nachfrage und Materialinnovation stellt SiC als Eckpfeiler der Halbleiterinfrastruktur der nächsten Generation.

ZMSH ist spezialisiert auf die Anpassung und Lieferung von 2-12 Zoll leitfähigen/halbisolierenden Siliziumkarbid- (SiC) -Substraten und bietet maßgeschneiderte Lösungen für die Kristallorientierung (<100>/<111>),Widerstand (10−3·10·10 Ω·cm), und Dicke (350 ‰ 2000 μm) für Leistungselektronik, HF-Geräte und optoelektronische Anwendungen.

Wir bieten eine fortschrittliche Präzisionsbearbeitung für komplex geformte SiC-Komponenten und erreichen in Schneid-, Schleif- und Polierprozessen ±0,01 mm Toleranzen.Unsere end-to-end technische Zusammenarbeit erstreckt sich über Wafer-Snipping, Oberflächenveredelung und Verpackungsoptimierung, um die Kompatibilität mit Hochtemperaturverbindungen und fortgeschrittenen Verkapselungsanforderungen sicherzustellen.