ຂ່າວ - TSMC ລັອກຊິລິກອນຄາໄບຂະໜາດ 12 ນິ້ວສຳລັບຂອບເຂດໃໝ່, ການນຳໃຊ້ຍຸດທະສາດໃນວັດສະດຸການຄຸ້ມຄອງຄວາມຮ້ອນທີ່ສຳຄັນຂອງຍຸກ AI

ສາລະບານ

1. ການປ່ຽນແປງທາງດ້ານເຕັກໂນໂລຊີ: ການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງຊິລິກອນຄາໄບດ໌ ແລະ ສິ່ງທ້າທາຍຂອງມັນ

2. ການປ່ຽນແປງຍຸດທະສາດຂອງ TSMC: ການອອກຈາກ GaN ແລະ ການພະນັນໃສ່ SiC

3. ການແຂ່ງຂັນດ້ານວັດສະດຸ: ທາດ SiC ທີ່ບໍ່ສາມາດທົດແທນໄດ້

4. ສະຖານະການການນຳໃຊ້: ການປະຕິວັດການຄຸ້ມຄອງຄວາມຮ້ອນໃນຊິບ AI ແລະ ເຄື່ອງໃຊ້ໄຟຟ້າລຸ້ນຕໍ່ໄປ

5. ສິ່ງທ້າທາຍໃນອະນາຄົດ: ຂໍ້ຈຳກັດທາງດ້ານເຕັກນິກ ແລະ ການແຂ່ງຂັນໃນອຸດສາຫະກໍາ

ອີງຕາມ TechNews, ອຸດສາຫະກຳເຄິ່ງຕົວນຳທົ່ວໂລກໄດ້ເຂົ້າສູ່ຍຸກທີ່ຂັບເຄື່ອນໂດຍປັນຍາປະດິດ (AI) ແລະ ການປະມວນຜົນປະສິດທິພາບສູງ (HPC), ບ່ອນທີ່ການຄຸ້ມຄອງຄວາມຮ້ອນໄດ້ເກີດຂຶ້ນເປັນຈຸດແຂງຫຼັກທີ່ສົ່ງຜົນກະທົບຕໍ່ການອອກແບບຊິບ ແລະ ຄວາມກ້າວໜ້າຂອງຂະບວນການ. ຍ້ອນວ່າສະຖາປັດຕະຍະກຳການຫຸ້ມຫໍ່ທີ່ກ້າວໜ້າເຊັ່ນ: ການວາງຊ້ອນກັນ 3D ແລະ ການເຊື່ອມໂຍງ 2.5D ສືບຕໍ່ເພີ່ມຄວາມໜາແໜ້ນຂອງຊິບ ແລະ ການໃຊ້ພະລັງງານ, ວັດສະດຸເຊລາມິກແບບດັ້ງເດີມບໍ່ສາມາດຕອບສະໜອງຄວາມຕ້ອງການກະແສຄວາມຮ້ອນໄດ້ອີກຕໍ່ໄປ. TSMC, ໂຮງງານຜະລິດເວເຟີຊັ້ນນຳຂອງໂລກ, ກຳລັງຕອບສະໜອງຕໍ່ສິ່ງທ້າທາຍນີ້ດ້ວຍການປ່ຽນແປງວັດສະດຸທີ່ກ້າຫານ: ຮັບເອົາວັດສະດຸຊິລິກອນຄາໄບ (SiC) ຜລຶກດຽວຂະໜາດ 12 ນິ້ວຢ່າງເຕັມທີ່ ໃນຂະນະທີ່ຄ່ອຍໆອອກຈາກທຸລະກິດແກລຽມໄນໄຕຣດ (GaN). ການເຄື່ອນໄຫວນີ້ບໍ່ພຽງແຕ່ໝາຍເຖິງການປັບປ່ຽນຍຸດທະສາດວັດສະດຸຂອງ TSMC ຄືນໃໝ່ເທົ່ານັ້ນ ແຕ່ຍັງເນັ້ນໃຫ້ເຫັນເຖິງວິທີການຄຸ້ມຄອງຄວາມຮ້ອນໄດ້ປ່ຽນຈາກ "ເຕັກໂນໂລຊີສະໜັບສະໜູນ" ໄປສູ່ "ຄວາມໄດ້ປຽບໃນການແຂ່ງຂັນຫຼັກ" ແນວໃດ.

ຊິລິຄອນຄາໄບ: ນອກເໜືອໄປຈາກເຄື່ອງໃຊ້ໄຟຟ້າ

ຊິລິກອນຄາໄບ, ເຊິ່ງມີຊື່ສຽງຍ້ອນຄຸນສົມບັດຂອງເຄິ່ງຕົວນຳທີ່ມີແຖບຄວາມຖີ່ກ້ວາງ, ໄດ້ຖືກນຳໃຊ້ໃນອຸປະກອນເອເລັກໂຕຣນິກພະລັງງານທີ່ມີປະສິດທິພາບສູງ ເຊັ່ນ: ອິນເວີເຕີລົດຍົນໄຟຟ້າ, ການຄວບຄຸມມໍເຕີອຸດສາຫະກຳ, ແລະ ໂຄງສ້າງພື້ນຖານພະລັງງານທົດແທນ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ທ່າແຮງຂອງ SiC ຂະຫຍາຍໄປໄກກວ່ານີ້. ດ້ວຍຄວາມນຳຄວາມຮ້ອນທີ່ໂດດເດັ່ນປະມານ 500 W/mK—ທີ່ສູງກວ່າຊັ້ນເຊລາມິກທຳມະດາເຊັ່ນ: ອາລູມິນຽມອອກໄຊ (Al₂O₃) ຫຼື ແຊຟໄພລິນ—SiC ປະຈຸບັນພ້ອມແລ້ວທີ່ຈະແກ້ໄຂບັນຫາຄວາມຮ້ອນທີ່ເພີ່ມຂຶ້ນຂອງການນຳໃຊ້ທີ່ມີຄວາມໜາແໜ້ນສູງ.

ຕົວເລັ່ງ AI ແລະວິກິດການຄວາມຮ້ອນ

ການຂະຫຍາຍຕົວຂອງເຄື່ອງເລັ່ງ AI, ໂປເຊດເຊີສູນຂໍ້ມູນ, ແລະແວ່ນຕາອັດສະລິຍະ AR ໄດ້ເຮັດໃຫ້ຂໍ້ຈຳກັດດ້ານພື້ນທີ່ ແລະ ບັນຫາການຄຸ້ມຄອງຄວາມຮ້ອນເພີ່ມຂຶ້ນ. ຕົວຢ່າງ, ໃນອຸປະກອນທີ່ສວມໃສ່ໄດ້, ອົງປະກອບໄມໂຄຣຊິບທີ່ຕັ້ງຢູ່ໃກ້ກັບຕາຕ້ອງການການຄວບຄຸມຄວາມຮ້ອນທີ່ຊັດເຈນເພື່ອຮັບປະກັນຄວາມປອດໄພ ແລະ ຄວາມໝັ້ນຄົງ. ໂດຍນຳໃຊ້ຄວາມຊ່ຽວຊານຫຼາຍທົດສະວັດໃນການຜະລິດເວເຟີຂະໜາດ 12 ນິ້ວ, TSMC ກຳລັງພັດທະນາຊັ້ນຮອງພື້ນ SiC ຜລຶກດຽວໃນພື້ນທີ່ຂະໜາດໃຫຍ່ເພື່ອທົດແທນເຊລາມິກແບບດັ້ງເດີມ. ຍຸດທະສາດນີ້ຊ່ວຍໃຫ້ການເຊື່ອມໂຍງເຂົ້າກັບສາຍການຜະລິດທີ່ມີຢູ່ແລ້ວໄດ້ຢ່າງລຽບງ່າຍ, ດຸ່ນດ່ຽງຜົນຜະລິດ ແລະ ຂໍ້ໄດ້ປຽບດ້ານຕົ້ນທຶນໂດຍບໍ່ຕ້ອງມີການປັບປຸງການຜະລິດທັງໝົດ.

ສິ່ງທ້າທາຍດ້ານເຕັກນິກ ແລະ ນະວັດຕະກຳ

ໃນຂະນະທີ່ຊັ້ນຮອງ SiC ສຳລັບການຄຸ້ມຄອງຄວາມຮ້ອນບໍ່ຕ້ອງການມາດຕະຖານຂໍ້ບົກຜ່ອງທາງໄຟຟ້າທີ່ເຂັ້ມງວດຕາມທີ່ອຸປະກອນພະລັງງານຮຽກຮ້ອງ, ຄວາມສົມບູນຂອງຜລຶກຍັງຄົງມີຄວາມສຳຄັນຫຼາຍ. ປັດໄຈພາຍນອກເຊັ່ນ: ສິ່ງເຈືອປົນ ຫຼື ຄວາມກົດດັນສາມາດລົບກວນການສົ່ງຜ່ານໂຟນອນ, ຫຼຸດຄວາມນຳຄວາມຮ້ອນ, ແລະ ເຮັດໃຫ້ເກີດຄວາມຮ້ອນເກີນໄປໃນທ້ອງຖິ່ນ, ໃນທີ່ສຸດກໍ່ສົ່ງຜົນກະທົບຕໍ່ຄວາມແຂງແຮງທາງກົນຈັກ ແລະ ຄວາມຮາບພຽງຂອງພື້ນຜິວ. ສຳລັບແຜ່ນເວເຟີຂະໜາດ 12 ນິ້ວ, ການບິດງໍ ແລະ ການຜິດຮູບແມ່ນຄວາມກັງວົນທີ່ສຳຄັນທີ່ສຸດ, ຍ້ອນວ່າມັນສົ່ງຜົນກະທົບໂດຍກົງຕໍ່ການຍຶດຕິດຂອງຊິບ ແລະ ຜົນຜະລິດການຫຸ້ມຫໍ່ຂັ້ນສູງ. ດັ່ງນັ້ນ, ຈຸດສຸມຂອງອຸດສາຫະກຳຈຶ່ງໄດ້ປ່ຽນຈາກການກຳຈັດຂໍ້ບົກຜ່ອງທາງໄຟຟ້າໄປສູ່ການຮັບປະກັນຄວາມໜາແໜ້ນຂອງມວນສານທີ່ເປັນເອກະພາບ, ຄວາມพรຸນຕ່ຳ, ແລະ ຄວາມຮາບພຽງຂອງພື້ນຜິວສູງ - ເງື່ອນໄຂເບື້ອງຕົ້ນສຳລັບການຜະລິດຊັ້ນຮອງຄວາມຮ້ອນ SiC ທີ່ມີຜົນຜະລິດສູງ.

ບົດບາດຂອງ SiC ໃນການຫຸ້ມຫໍ່ຂັ້ນສູງ

ການປະສົມປະສານຂອງ SiC ທີ່ມີຄວາມນຳຄວາມຮ້ອນສູງ, ຄວາມທົນທານທາງກົນຈັກ, ແລະ ຄວາມຕ້ານທານການຊ໊ອກຄວາມຮ້ອນ ເຮັດໃຫ້ມັນເປັນຕົວປ່ຽນແປງເກມໃນການຫຸ້ມຫໍ່ 2.5D ແລະ 3D:

ການເຊື່ອມໂຍງ 2.5D:ຊິບຖືກຕິດຕັ້ງຢູ່ເທິງຊິລິໂຄນ ຫຼື ຕົວເຊື່ອມຕໍ່ອິນຊີທີ່ມີເສັ້ນທາງສັນຍານສັ້ນ ແລະ ມີປະສິດທິພາບ. ສິ່ງທ້າທາຍໃນການລະບາຍຄວາມຮ້ອນຢູ່ທີ່ນີ້ສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນຢູ່ໃນແນວນອນ.
ການເຊື່ອມໂຍງ 3D:ຊິບທີ່ວາງຊ້ອນກັນແນວຕັ້ງຜ່ານຈຸດຜ່ານຊິລິໂຄນ (TSVs) ຫຼື ການເຊື່ອມຕໍ່ແບບປະສົມບັນລຸຄວາມໜາແໜ້ນຂອງການເຊື່ອມຕໍ່ສູງຫຼາຍ ແຕ່ປະເຊີນກັບຄວາມກົດດັນທາງຄວາມຮ້ອນແບບທະວີຄູນ. SiC ບໍ່ພຽງແຕ່ເປັນວັດສະດຸຄວາມຮ້ອນແບບ passive ເທົ່ານັ້ນ ແຕ່ຍັງເຮັດວຽກຮ່ວມກັບວິທີແກ້ໄຂທີ່ກ້າວໜ້າເຊັ່ນ: ເພັດ ຫຼື ໂລຫະແຫຼວເພື່ອສ້າງລະບົບ "ຄວາມເຢັນແບບປະສົມ".

ການອອກຈາກ GaN ຍຸດທະສາດ

TSMC ໄດ້ປະກາດແຜນການທີ່ຈະຢຸດຕິການດຳເນີນງານ GaN ພາຍໃນປີ 2027, ໂດຍຈັດສັນຊັບພະຍາກອນຄືນໃໝ່ໃຫ້ກັບ SiC. ການຕັດສິນໃຈນີ້ສະທ້ອນໃຫ້ເຫັນເຖິງການປັບໂຄງສ້າງຍຸດທະສາດຄືນໃໝ່: ໃນຂະນະທີ່ GaN ມີຄວາມໂດດເດັ່ນໃນການນຳໃຊ້ຄວາມຖີ່ສູງ, ຄວາມສາມາດໃນການຄຸ້ມຄອງຄວາມຮ້ອນທີ່ສົມບູນແບບ ແລະ ຄວາມສາມາດໃນການຂະຫຍາຍຂອງ SiC ສອດຄ່ອງກັບວິໄສທັດໄລຍະຍາວຂອງ TSMC ໄດ້ດີກວ່າ. ການຫັນປ່ຽນໄປສູ່ເວເຟີຂະໜາດ 12 ນິ້ວສັນຍາວ່າຈະຫຼຸດຜ່ອນຕົ້ນທຶນ ແລະ ປັບປຸງຄວາມເປັນເອກະພາບຂອງຂະບວນການ, ເຖິງວ່າຈະມີສິ່ງທ້າທາຍໃນການຊອຍ, ການຂັດເງົາ, ແລະ ການປັບໂຄງສ້າງ.

ນອກເໜືອໄປຈາກຍານຍົນ: ຂອບເຂດໃໝ່ຂອງ SiC

ໃນອະດີດ, SiC ມີຄວາມໝາຍຄືກັນກັບອຸປະກອນພະລັງງານລົດຍົນ. ປະຈຸບັນ, TSMC ພວມຈິນຕະນາການຄືນໃໝ່ກ່ຽວກັບການນຳໃຊ້ຂອງຕົນ:

SiC ປະເພດ N ທີ່ນຳໄຟຟ້າໄດ້:ເຮັດໜ້າທີ່ເປັນຕົວກະຈາຍຄວາມຮ້ອນໃນຕົວເລັ່ງ AI ແລະໂປເຊດເຊີປະສິດທິພາບສູງ.
ຊິລິໂຄນກັນຄວາມຮ້ອນ:ເຮັດໜ້າທີ່ເປັນຕົວກາງໃນການອອກແບບຊິບເລັດ, ໂດຍດຸ່ນດ່ຽງການແຍກໄຟຟ້າກັບການນຳຄວາມຮ້ອນ.

ນະວັດຕະກໍາເຫຼົ່ານີ້ເຮັດໃຫ້ SiC ເປັນວັດສະດຸພື້ນຖານສໍາລັບການຄຸ້ມຄອງຄວາມຮ້ອນໃນ AI ແລະຊິບສູນຂໍ້ມູນ.

ພູມສັນຖານວັດສະດຸ

ໃນຂະນະທີ່ເພັດ (1,000–2,200 W/mK) ແລະ ກຣາຟີນ (3,000–5,000 W/mK) ສະເໜີຄວາມນຳຄວາມຮ້ອນທີ່ດີກວ່າ, ແຕ່ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍທີ່ສູງເກີນໄປ ແລະ ຂໍ້ຈຳກັດດ້ານຄວາມສາມາດໃນການຂະຫຍາຍຂອງພວກມັນເປັນອຸປະສັກຕໍ່ການຮັບຮອງເອົາກະແສຫຼັກ. ທາງເລືອກຕ່າງໆເຊັ່ນ: ໂລຫະແຫຼວ ຫຼື ການເຮັດຄວາມເຢັນແບບຈຸນລະພາກ ປະເຊີນກັບການເຊື່ອມໂຍງ ແລະ ອຸປະສັກດ້ານຄ່າໃຊ້ຈ່າຍ. “ຈຸດດີ” ຂອງ SiC — ການລວມປະສິດທິພາບ, ຄວາມແຂງແຮງທາງກົນຈັກ, ແລະ ຄວາມສາມາດໃນການຜະລິດ — ເຮັດໃຫ້ມັນເປັນທາງອອກທີ່ໃຊ້ໄດ້ຈິງທີ່ສຸດ.

ຄວາມໄດ້ປຽບໃນການແຂ່ງຂັນຂອງ TSMC

ຄວາມຊ່ຽວຊານດ້ານເວເຟີຂະໜາດ 12 ນິ້ວຂອງ TSMC ເຮັດໃຫ້ມັນແຕກຕ່າງຈາກຄູ່ແຂ່ງ, ເຮັດໃຫ້ສາມາດນຳໃຊ້ແພລດຟອມ SiC ໄດ້ຢ່າງວ່ອງໄວ. ໂດຍການນຳໃຊ້ພື້ນຖານໂຄງລ່າງທີ່ມີຢູ່ແລ້ວ ແລະ ເຕັກໂນໂລຊີການຫຸ້ມຫໍ່ທີ່ກ້າວໜ້າເຊັ່ນ CoWoS, TSMC ມີຈຸດປະສົງເພື່ອຫັນປ່ຽນຂໍ້ໄດ້ປຽບດ້ານວັດສະດຸໃຫ້ກາຍເປັນວິທີແກ້ໄຂຄວາມຮ້ອນໃນລະດັບລະບົບ. ໃນຂະນະດຽວກັນ, ບໍລິສັດຍັກໃຫຍ່ໃນອຸດສາຫະກຳເຊັ່ນ Intel ກຳລັງໃຫ້ຄວາມສຳຄັນກັບການສົ່ງພະລັງງານດ້ານຫຼັງ ແລະ ການອອກແບບຮ່ວມກັນລະຫວ່າງພະລັງງານຄວາມຮ້ອນ, ເຊິ່ງເນັ້ນໃຫ້ເຫັນເຖິງການປ່ຽນແປງທົ່ວໂລກໄປສູ່ນະວັດຕະກຳທີ່ສຸມໃສ່ຄວາມຮ້ອນເປັນສູນກາງ.

ເວລາໂພສ: ວັນທີ 28 ກັນຍາ 2025