AI ଯୁଗର ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ଥର୍ମାଲ୍ ପରିଚାଳନା ସାମଗ୍ରୀରେ ନୂତନ ସୀମା, ରଣନୈତିକ ନିୟୋଜନ ପାଇଁ TSMC 12-ଇଞ୍ଚ ସିଲିକନ୍ କାର୍ବାଇଡ୍ ଲକ୍

ସୂଚୀପତ୍ର

୧. ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟା ପରିବର୍ତ୍ତନ: ସିଲିକନ୍ କାର୍ବାଇଡର ଉତ୍ଥାନ ଏବଂ ଏହାର ଚ୍ୟାଲେଞ୍ଜ

2. TSMCର ରଣନୀତିକ ପରିବର୍ତ୍ତନ: GaN ରୁ ବାହାରିବା ଏବଂ SiC ଉପରେ ବାଜି ଲଗାଇବା

3. ସାମଗ୍ରୀ ପ୍ରତିଯୋଗିତା: SiC ର ଅପରିବର୍ତ୍ତନୀୟତା

୪. ପ୍ରୟୋଗ ପରିସ୍ଥିତି: ଏଆଇ ଚିପ୍ସ ଏବଂ ପରବର୍ତ୍ତୀ-ଜେନ୍ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନିକ୍ସରେ ଥର୍ମାଲ୍ ପରିଚାଳନା ବିପ୍ଳବ

୫. ଭବିଷ୍ୟତର ଚ୍ୟାଲେଞ୍ଜ: ବୈଷୟିକ ପ୍ରତିବନ୍ଧକ ଏବଂ ଶିଳ୍ପ ପ୍ରତିଯୋଗିତା

ଟେକ୍‌ନ୍ୟୁଜ୍‌ ଅନୁଯାୟୀ, ବିଶ୍ୱ ଅର୍ଦ୍ଧପରିବାହୀ ଶିଳ୍ପ କୃତ୍ରିମ ବୁଦ୍ଧିମତ୍ତା (AI) ଏବଂ ଉଚ୍ଚ-ପ୍ରଦର୍ଶିତ କମ୍ପ୍ୟୁଟିଂ (HPC) ଦ୍ୱାରା ପରିଚାଳିତ ଏକ ଯୁଗରେ ପ୍ରବେଶ କରିଛି, ଯେଉଁଠାରେ ଥର୍ମାଲ୍ ପରିଚାଳନା ଚିପ୍ ଡିଜାଇନ୍ ଏବଂ ପ୍ରକ୍ରିୟା ସଫଳତାକୁ ପ୍ରଭାବିତ କରୁଥିବା ଏକ ମୁଖ୍ୟ ପ୍ରତିବନ୍ଧକ ଭାବରେ ଉଭା ହୋଇଛି। 3D ଷ୍ଟାକିଂ ଏବଂ 2.5D ଇଣ୍ଟିଗ୍ରେସନ୍ ଭଳି ଉନ୍ନତ ପ୍ୟାକେଜିଂ ଆର୍କିଟେକ୍ଚରଗୁଡ଼ିକ ଚିପ୍ ଘନତା ଏବଂ ଶକ୍ତି ବ୍ୟବହାର ବୃଦ୍ଧି କରିବା ଜାରି ରଖିଥିବାରୁ, ପାରମ୍ପରିକ ସିରାମିକ୍ ସବ୍‌ଷ୍ଟ୍ରେଟ୍‌ଗୁଡ଼ିକ ଆଉ ଥର୍ମାଲ୍ ଫ୍ଲକ୍ସ ଚାହିଦା ପୂରଣ କରିପାରିବ ନାହିଁ। ବିଶ୍ୱର ଅଗ୍ରଣୀ ୱେଫର ଫାଉଣ୍ଡ୍ରି, TSMC, ଏକ ସାହସିକ ସାମଗ୍ରୀ ପରିବର୍ତ୍ତନ ସହିତ ଏହି ଚ୍ୟାଲେଞ୍ଜର ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ଦେଉଛି: 12-ଇଞ୍ଚ ସିଙ୍ଗଲ୍-କ୍ରିଷ୍ଟାଲ୍ ସିଲିକନ୍ କାର୍ବାଇଡ୍ (SiC) ସବ୍‌ଷ୍ଟ୍ରେଟ୍‌ଗୁଡ଼ିକୁ ସମ୍ପୂର୍ଣ୍ଣ ଭାବରେ ଗ୍ରହଣ କରିବା ସହିତ ଧୀରେ ଧୀରେ ଗାଲିୟମ୍ ନାଇଟ୍ରାଇଡ୍ (GaN) ବ୍ୟବସାୟରୁ ବାହାରି ଯାଉଛି। ଏହି ପଦକ୍ଷେପ କେବଳ TSMC ର ସାମଗ୍ରୀ ରଣନୀତିର ପୁନଃକ୍ୟାଲିବ୍ରେସନ୍ ସୂଚିତ କରେ ନାହିଁ ବରଂ କିପରି ଥର୍ମାଲ୍ ପରିଚାଳନା ଏକ "ସହାୟକ ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟା" ରୁ ଏକ "ମୁଖ୍ୟ ପ୍ରତିଯୋଗିତାମୂଳକ ଲାଭ" କୁ ପରିବର୍ତ୍ତନ ହୋଇଛି ତାହା ମଧ୍ୟ ଉଲ୍ଲେଖ କରେ।

 

23037a13efd7ebe0c5e6239f6d04a33a

 

ସିଲିକନ୍ କାର୍ବାଇଡ୍: ପାୱାର ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନିକ୍ସ ବିୟଣ୍ଡ୍

ସିଲିକନ୍ କାର୍ବାଇଡ୍, ଯାହା ଏହାର ବିସ୍ତୃତ ବ୍ୟାଣ୍ଡଗ୍ୟାପ୍ ସେମିକଣ୍ଡକ୍ଟର ଗୁଣ ପାଇଁ ପ୍ରସିଦ୍ଧ, ପାରମ୍ପରିକ ଭାବରେ ଉଚ୍ଚ-ଦକ୍ଷତା ଶକ୍ତି ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନିକ୍ସ ଯେପରିକି ବୈଦ୍ୟୁତିକ ଯାନ ଇନଭର୍ଟର, ଶିଳ୍ପ ମୋଟର ନିୟନ୍ତ୍ରଣ ଏବଂ ନବୀକରଣୀୟ ଶକ୍ତି ଭିତ୍ତିଭୂମିରେ ବ୍ୟବହୃତ ହୋଇଆସୁଛି। ତଥାପି, SiC ର ସମ୍ଭାବନା ଏହାଠାରୁ ବହୁତ ଆଗକୁ ବିସ୍ତାରିତ। ପ୍ରାୟ 500 W/mK ର ଏକ ଅସାଧାରଣ ତାପଜ ପରିବାହିତା ସହିତ - ଆଲୁମିନିୟମ୍ ଅକ୍ସାଇଡ୍ (Al₂O₃) କିମ୍ବା ନୀଳମଣି ପରି ପାରମ୍ପରିକ ସିରାମିକ୍ ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ କୁ ବହୁ ପଛରେ ପକାଇ - SiC ବର୍ତ୍ତମାନ ଉଚ୍ଚ-ଘନତା ପ୍ରୟୋଗର ବର୍ଦ୍ଧିତ ତାପଜ ଚ୍ୟାଲେଞ୍ଜଗୁଡ଼ିକୁ ସମାଧାନ କରିବାକୁ ପ୍ରସ୍ତୁତ।

 https://www.xkh-semitech.com/sic-substrate-epi-wafer-conductivesemi-type-4-6-8-inch-product/

 

AI ତ୍ୱରକ ଏବଂ ତାପଜ ସଙ୍କଟ

AI ଆକ୍ସିଲେଟର, ଡାଟା ସେଣ୍ଟର ପ୍ରୋସେସର ଏବଂ AR ସ୍ମାର୍ଟ ଚଷମାର ପ୍ରସାର ସ୍ଥାନିକ ପ୍ରତିବନ୍ଧକ ଏବଂ ତାପଜ ପରିଚାଳନା ଦ୍ୱନ୍ଦ୍ୱକୁ ତୀବ୍ର କରିଛି। ଉଦାହରଣ ସ୍ୱରୂପ, ପିନ୍ଧିବା ଯୋଗ୍ୟ ଡିଭାଇସଗୁଡ଼ିକରେ, ଆଖି ପାଖରେ ସ୍ଥାନିତ ମାଇକ୍ରୋଚିପ୍ ଉପାଦାନଗୁଡ଼ିକ ସୁରକ୍ଷା ଏବଂ ସ୍ଥିରତା ସୁନିଶ୍ଚିତ କରିବା ପାଇଁ ସଠିକ୍ ତାପଜ ନିୟନ୍ତ୍ରଣ ଦାବି କରେ। 12-ଇଞ୍ଚ ୱେଫର ନିର୍ମାଣରେ ଏହାର ଦଶନ୍ଧିର ବିଶେଷଜ୍ଞତାକୁ ବ୍ୟବହାର କରି, TSMC ପାରମ୍ପରିକ ସେରାମିକ୍ସକୁ ବଦଳାଇବା ପାଇଁ ବୃହତ-କ୍ଷେତ୍ର ଏକକ-କ୍ରିଷ୍ଟାଲ SiC ସବଷ୍ଟ୍ରେଟଗୁଡ଼ିକୁ ଆଗକୁ ବଢ଼ାଉଛି। ଏହି ରଣନୀତି ସମ୍ପୂର୍ଣ୍ଣ ଉତ୍ପାଦନ ମରାମତି ବିନା ବିଦ୍ୟମାନ ଉତ୍ପାଦନ ଲାଇନ୍ ସହିତ ନିର୍ବିଘ୍ନ ଏକୀକରଣକୁ ସକ୍ଷମ କରେ, ଉତ୍ପାଦନ ଏବଂ ମୂଲ୍ୟ ସୁବିଧାକୁ ସନ୍ତୁଳିତ କରେ।

 

ବୈଷୟିକ ଚ୍ୟାଲେଞ୍ଜ ଏବଂ ନବସୃଜନ?

ଯଦିଓ ତାପଜ ପରିଚାଳନା ପାଇଁ SiC ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍‌ଗୁଡ଼ିକୁ ପାୱାର ଡିଭାଇସ୍‌ଗୁଡ଼ିକ ଦ୍ୱାରା ଦାବି କରାଯାଇଥିବା କଠୋର ବୈଦ୍ୟୁତିକ ତ୍ରୁଟି ମାନଦଣ୍ଡର ଆବଶ୍ୟକତା ନାହିଁ, ସ୍ଫଟିକ ଅଖଣ୍ଡତା ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ରହିଛି। ଅଶୁଦ୍ଧତା କିମ୍ବା ଚାପ ଭଳି ବାହ୍ୟ କାରଣଗୁଡ଼ିକ ଫୋନନ୍ ଟ୍ରାନ୍ସମିସନ୍‌କୁ ବାଧା ଦେଇପାରେ, ତାପଜ ପରିବାହିତାକୁ ହ୍ରାସ କରିପାରେ ଏବଂ ସ୍ଥାନୀୟ ଅତ୍ୟଧିକ ଗରମକୁ ପ୍ରେରଣା ଦେଇପାରେ, ଯାହା ଶେଷରେ ଯାନ୍ତ୍ରିକ ଶକ୍ତି ଏବଂ ପୃଷ୍ଠ ସମତଳତାକୁ ପ୍ରଭାବିତ କରିଥାଏ। 12-ଇଞ୍ଚ ୱେଫର୍ ପାଇଁ, ୱାର୍ପେଜ୍ ଏବଂ ବିକୃତି ହେଉଛି ସର୍ବୋପରି ଚିନ୍ତାର ବିଷୟ, କାରଣ ସେମାନେ ସିଧାସଳଖ ଚିପ୍ ବଣ୍ଡିଂ ଏବଂ ଉନ୍ନତ ପ୍ୟାକେଜିଂ ଉତ୍ପାଦନକୁ ପ୍ରଭାବିତ କରନ୍ତି। ଏହିପରି ଶିଳ୍ପ ଧ୍ୟାନ ବୈଦ୍ୟୁତିକ ତ୍ରୁଟି ଦୂର କରିବା ଠାରୁ ସମାନ ବଲ୍କ ଘନତ୍ୱ, କମ୍ ପୋରୋସିଟି ଏବଂ ଉଚ୍ଚ ପୃଷ୍ଠ ପ୍ଲାନାରିଟି ସୁନିଶ୍ଚିତ କରିବା ଆଡ଼କୁ ସ୍ଥାନାନ୍ତରିତ ହୋଇଛି - ଉଚ୍ଚ-ଉପଜତା SiC ତାପଜ ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ବହୁଳ ଉତ୍ପାଦନ ପାଇଁ ପୂର୍ବ ଆବଶ୍ୟକତା।

 

https://www.xkh-semitech.com/silicon-carbide-sic-single-crystal-substrate-10x10mm-wafer-product/

?ଉନ୍ନତ ପ୍ୟାକେଜିଂରେ SiCର ଭୂମିକା

SiCର ଉଚ୍ଚ ତାପଜ ପରିବାହିତା, ଯାନ୍ତ୍ରିକ ଦୃଢ଼ତା ଏବଂ ତାପଜ ଆଘାତ ପ୍ରତିରୋଧର ମିଶ୍ରଣ ଏହାକୁ 2.5D ଏବଂ 3D ପ୍ୟାକେଜିଂରେ ଏକ ଖେଳ ପରିବର୍ତ୍ତନକାରୀ ଭାବରେ ସ୍ଥାନିତ କରେ:

 
  • 2.5D ସମନ୍ୱୟ:ଚିପ୍ସଗୁଡ଼ିକ ସିଲିକନ୍ କିମ୍ବା ଜୈବିକ ଇଣ୍ଟରପୋଜର୍‌ରେ ଛୋଟ, ଦକ୍ଷ ସିଗନାଲ ପଥ ସହିତ ଲଗାଯାଇଥାଏ। ଏଠାରେ ତାପ ଅପଚୟ ଚ୍ୟାଲେଞ୍ଜଗୁଡ଼ିକ ମୁଖ୍ୟତଃ ଭୂସମାନ୍ତର।
  • 3D ସମନ୍ୱୟ:ଥ୍ରୁ-ସିଲିକନ୍ ଭାୟାସ୍ (TSVs) କିମ୍ବା ହାଇବ୍ରିଡ୍ ବଣ୍ଡିଂ ମାଧ୍ୟମରେ ଭୂଲମ୍ବ ଭାବରେ ଷ୍ଟାକ୍ ହୋଇଥିବା ଚିପ୍ସ ଅଲ୍ଟ୍ରା-ହାଇ ଇଣ୍ଟରକନେକ୍ଟ ଘନତ୍ୱ ହାସଲ କରେ କିନ୍ତୁ ଘାତାଙ୍କୀୟ ତାପଜ ଚାପର ସମ୍ମୁଖୀନ ହୁଏ। SiC କେବଳ ଏକ ନିଷ୍କ୍ରିୟ ତାପଜ ସାମଗ୍ରୀ ଭାବରେ କାର୍ଯ୍ୟ କରେ ନାହିଁ ବରଂ "ହାଇବ୍ରିଡ୍ କୁଲିଂ" ସିଷ୍ଟମ ଗଠନ କରିବା ପାଇଁ ହୀରା କିମ୍ବା ତରଳ ଧାତୁ ଭଳି ଉନ୍ନତ ସମାଧାନ ସହିତ ସମନ୍ୱୟ ସ୍ଥାପନ କରେ।

 

?GaN​ରୁ ରଣନୈତିକ ପ୍ରସ୍ଥାନ

TSMC 2027 ସୁଦ୍ଧା GaN କାର୍ଯ୍ୟକୁ ପର୍ଯ୍ୟାୟକ୍ରମେ ବନ୍ଦ କରିବାକୁ ଯୋଜନା ଘୋଷଣା କରିଛି, SiC କୁ ସମ୍ବଳ ପୁନଃଆବଣ୍ଟନ କରୁଛି। ଏହି ନିଷ୍ପତ୍ତି ଏକ ରଣନୈତିକ ପୁନଃସଜ୍ଜା ପ୍ରତିଫଳିତ କରେ: ଯେତେବେଳେ GaN ଉଚ୍ଚ-ଆବୃତ୍ତି ପ୍ରୟୋଗରେ ଉତ୍କର୍ଷ ହାସଲ କରେ, SiC ର ବ୍ୟାପକ ଥର୍ମାଲ୍ ପରିଚାଳନା କ୍ଷମତା ଏବଂ ମାପକାଠି TSMC ର ଦୀର୍ଘକାଳୀନ ଦୃଷ୍ଟିକୋଣ ସହିତ ଭଲ ଭାବରେ ସମନ୍ୱିତ ହୁଏ। 12-ଇଞ୍ଚ ୱେଫର୍ସକୁ ପରିବର୍ତ୍ତନ ସ୍ଲାଇସିଂ, ପଲିସିଂ ଏବଂ ପ୍ଲାନରାଇଜେସନ୍ ରେ ଚ୍ୟାଲେଞ୍ଜ ସତ୍ତ୍ୱେ, ଖର୍ଚ୍ଚ ହ୍ରାସ ଏବଂ ଉନ୍ନତ ପ୍ରକ୍ରିୟା ସମାନତା ପ୍ରତିଶ୍ରୁତି ଦିଏ।

 

ଅଟୋମୋଟିଭ୍ ବ୍ୟତୀତ: SiCର ନୂତନ ସୀମା

ଐତିହାସିକ ଭାବରେ, SiC ଅଟୋମୋଟିଭ୍ ପାୱାର ଡିଭାଇସ୍‌ ସହିତ ସମାର୍ଥକ ହୋଇଆସିଛି। ବର୍ତ୍ତମାନ, TSMC ଏହାର ପ୍ରୟୋଗଗୁଡ଼ିକୁ ପୁନଃକଳ୍ପନା କରୁଛି:

 
  • ପରିବାହୀ N-ପ୍ରକାର SiC:AI ଆକ୍ସିଲେରେଟର ଏବଂ ଉଚ୍ଚ-କ୍ଷମତା ପ୍ରୋସେସରରେ ଥର୍ମାଲ୍ ସ୍ପ୍ରେଡର ଭାବରେ କାର୍ଯ୍ୟ କରେ।
  • SiC ଇନସୁଲେଟିଂ:ଚିପଲେଟ୍ ଡିଜାଇନରେ ଇଣ୍ଟରପୋଜର ଭାବରେ କାର୍ଯ୍ୟ କରେ, ତାପଜ ପରିବହନ ସହିତ ବୈଦ୍ୟୁତିକ ପୃଥକୀକରଣକୁ ସନ୍ତୁଳିତ କରେ।

ଏହି ଉଦ୍ଭାବନଗୁଡ଼ିକ AI ଏବଂ ଡାଟା ସେଣ୍ଟର ଚିପ୍ସରେ ତାପଜ ପରିଚାଳନା ପାଇଁ SiC କୁ ମୂଳଦୁଆ ସାମଗ୍ରୀ ଭାବରେ ସ୍ଥାନିତ କରେ।

 

https://www.xkh-semitech.com/4h-n6h-n-sic-wafer-reasearch-production-dummy-grade-dia150mm-silicon-carbide-substrate-product/

 

?ଭୌତିକ ଭୂଦୃଶ୍ୟ

ହୀରା (୧,୦୦୦–୨,୨୦୦ ୱାଟ୍/ମିକେ) ଏବଂ ଗ୍ରାଫିନ୍ (୩,୦୦୦–୫,୦୦୦ ୱାଟ୍/ମିକେ) ଉତ୍କୃଷ୍ଟ ତାପଜ ପରିବାହୀତା ପ୍ରଦାନ କରୁଥିବା ବେଳେ, ସେମାନଙ୍କର ଅତ୍ୟଧିକ ଖର୍ଚ୍ଚ ଏବଂ ମାପଯୋଗ୍ୟତା ସୀମା ମୁଖ୍ୟଧାରାକୁ ଗ୍ରହଣ କରିବାରେ ବାଧା ସୃଷ୍ଟି କରେ। ତରଳ ଧାତୁ କିମ୍ବା ମାଇକ୍ରୋଫ୍ଲୁଇଡିକ୍ କୁଲିଂ ପରି ବିକଳ୍ପଗୁଡ଼ିକ ଏକୀକରଣ ଏବଂ ମୂଲ୍ୟ ବାଧାକୁ ସାମ୍ନା କରନ୍ତି। SiC ର "ମିଠା ସ୍ଥାନ" - କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତା, ଯାନ୍ତ୍ରିକ ଶକ୍ତି ଏବଂ ଉତ୍ପାଦନକ୍ଷମତାକୁ ମିଶ୍ରଣ କରି - ଏହାକୁ ସବୁଠାରୁ ବ୍ୟବହାରିକ ସମାଧାନ କରିଥାଏ।
?
TSMCର ପ୍ରତିଯୋଗିତାମୂଳକ ଧାର

TSMCର 12-ଇଞ୍ଚ ୱାଫର ବିଶେଷଜ୍ଞତା ଏହାକୁ ପ୍ରତିଯୋଗୀମାନଙ୍କଠାରୁ ପୃଥକ କରିଥାଏ, ଯାହା SiC ପ୍ଲାଟଫର୍ମଗୁଡ଼ିକର ଦ୍ରୁତ ନିୟୋଜନକୁ ସକ୍ଷମ କରିଥାଏ। CoWoS ପରି ବିଦ୍ୟମାନ ଭିତ୍ତିଭୂମି ଏବଂ ଉନ୍ନତ ପ୍ୟାକେଜିଂ ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟାକୁ ଉପଯୋଗ କରି, TSMC ସାମଗ୍ରୀ ସୁବିଧାକୁ ସିଷ୍ଟମ-ସ୍ତରୀୟ ଥର୍ମାଲ୍ ସମାଧାନରେ ରୂପାନ୍ତରିତ କରିବାକୁ ଲକ୍ଷ୍ୟ ରଖିଛି। ସମକାଳୀନ ଭାବରେ, Intel ପରି ଶିଳ୍ପ ମହାରଥୀମାନେ ପଛପାର୍ଶ୍ୱ ପାୱାର ବିତରଣ ଏବଂ ଥର୍ମାଲ୍-ପାୱାର ସହ-ଡିଜାଇନ୍‌କୁ ପ୍ରାଥମିକତା ଦେଉଛନ୍ତି, ଯାହା ଥର୍ମାଲ୍-କେନ୍ଦ୍ରିକ ନବସୃଜନ ଆଡ଼କୁ ବିଶ୍ୱ ପରିବର୍ତ୍ତନକୁ ଅଙ୍କିତ କରୁଛି।


ପୋଷ୍ଟ ସମୟ: ସେପ୍ଟେମ୍ବର-୨୮-୨୦୨୫