AI சகாப்தத்தின் முக்கியமான வெப்ப மேலாண்மைப் பொருட்களில் புதிய எல்லை, மூலோபாய வரிசைப்படுத்தலுக்காக TSMC 12-இன்ச் சிலிக்கான் கார்பைடைப் பூட்டுகிறது​

பொருளடக்கம்​

1. தொழில்நுட்ப மாற்றம்: சிலிக்கான் கார்பைட்டின் எழுச்சி மற்றும் அதன் சவால்கள்

2. TSMCயின் மூலோபாய மாற்றம்: GaN இலிருந்து வெளியேறுதல் மற்றும் SiC இல் பந்தயம் கட்டுதல்

3. பொருள் போட்டி: SiC இன் ஈடுசெய்ய முடியாத தன்மை

4. பயன்பாட்டுக் காட்சிகள்: AI சில்லுகள் மற்றும் அடுத்த தலைமுறை மின்னணுவியலில் வெப்ப மேலாண்மை புரட்சி

5. எதிர்கால சவால்கள்: தொழில்நுட்ப சிக்கல்கள் மற்றும் தொழில் போட்டி

டெக்நியூஸின் கூற்றுப்படி, உலகளாவிய குறைக்கடத்தித் தொழில் செயற்கை நுண்ணறிவு (AI) மற்றும் உயர் செயல்திறன் கணினி (HPC) ஆகியவற்றால் இயக்கப்படும் ஒரு சகாப்தத்தில் நுழைந்துள்ளது, அங்கு வெப்ப மேலாண்மை சிப் வடிவமைப்பு மற்றும் செயல்முறை முன்னேற்றங்களை பாதிக்கும் ஒரு முக்கிய தடையாக உருவெடுத்துள்ளது. 3D ஸ்டேக்கிங் மற்றும் 2.5D ஒருங்கிணைப்பு போன்ற மேம்பட்ட பேக்கேஜிங் கட்டமைப்புகள் சிப் அடர்த்தி மற்றும் மின் நுகர்வு ஆகியவற்றை தொடர்ந்து அதிகரித்து வருவதால், பாரம்பரிய பீங்கான் அடி மூலக்கூறுகள் இனி வெப்ப ஃப்ளக்ஸ் தேவைகளை பூர்த்தி செய்ய முடியாது. உலகின் முன்னணி வேஃபர் ஃபவுண்டரியான TSMC, இந்த சவாலுக்கு ஒரு தைரியமான பொருள் மாற்றத்துடன் பதிலளிக்கிறது: காலியம் நைட்ரைடு (GaN) வணிகத்திலிருந்து படிப்படியாக வெளியேறும் அதே வேளையில் 12-இன்ச் ஒற்றை-படிக சிலிக்கான் கார்பைடு (SiC) அடி மூலக்கூறுகளை முழுமையாக ஏற்றுக்கொள்கிறது. இந்த நடவடிக்கை TSMC இன் பொருள் உத்தியின் மறுசீரமைப்பைக் குறிப்பது மட்டுமல்லாமல், வெப்ப மேலாண்மை எவ்வாறு "ஆதரவு தொழில்நுட்பத்திலிருந்து" "முக்கிய போட்டி நன்மைக்கு" மாறியுள்ளது என்பதையும் எடுத்துக்காட்டுகிறது.

சிலிக்கான் கார்பைடு: பவர் எலக்ட்ரானிக்ஸ்களுக்கு அப்பால்

சிலிக்கான் கார்பைடு, அதன் பரந்த பட்டை இடைவெளி குறைக்கடத்தி பண்புகளுக்கு பெயர் பெற்றது, பாரம்பரியமாக மின்சார வாகன இன்வெர்ட்டர்கள், தொழில்துறை மோட்டார் கட்டுப்பாடுகள் மற்றும் புதுப்பிக்கத்தக்க எரிசக்தி உள்கட்டமைப்பு போன்ற உயர் திறன் கொண்ட மின் மின்னணுவியல் துறைகளில் பயன்படுத்தப்படுகிறது. இருப்பினும், SiC இன் ஆற்றல் இதற்கு அப்பால் நீண்டுள்ளது. தோராயமாக 500 W/mK என்ற விதிவிலக்கான வெப்ப கடத்துத்திறனுடன் - அலுமினிய ஆக்சைடு (Al₂O₃) அல்லது சபையர் போன்ற வழக்கமான பீங்கான் அடி மூலக்கூறுகளை விட மிக அதிகமாக - SiC இப்போது அதிக அடர்த்தி பயன்பாடுகளின் அதிகரித்து வரும் வெப்ப சவால்களை எதிர்கொள்ள தயாராக உள்ளது.

AI முடுக்கிகள் மற்றும் வெப்ப நெருக்கடி

AI முடுக்கிகள், தரவு மைய செயலிகள் மற்றும் AR ஸ்மார்ட் கண்ணாடிகளின் பெருக்கம் இடஞ்சார்ந்த கட்டுப்பாடுகள் மற்றும் வெப்ப மேலாண்மை சிக்கல்களை தீவிரப்படுத்தியுள்ளது. எடுத்துக்காட்டாக, அணியக்கூடிய சாதனங்களில், கண்ணுக்கு அருகில் நிலைநிறுத்தப்பட்ட மைக்ரோசிப் கூறுகள் பாதுகாப்பு மற்றும் நிலைத்தன்மையை உறுதி செய்ய துல்லியமான வெப்பக் கட்டுப்பாட்டைக் கோருகின்றன. 12-இன்ச் வேஃபர் தயாரிப்பில் அதன் பல தசாப்த கால நிபுணத்துவத்தைப் பயன்படுத்தி, TSMC பாரம்பரிய மட்பாண்டங்களை மாற்றுவதற்கு பெரிய-பகுதி ஒற்றை-படிக SiC அடி மூலக்கூறுகளை மேம்படுத்துகிறது. இந்த உத்தி ஏற்கனவே உள்ள உற்பத்தி வரிகளில் தடையற்ற ஒருங்கிணைப்பை செயல்படுத்துகிறது, முழுமையான உற்பத்தி மாற்றீடு தேவையில்லாமல் மகசூல் மற்றும் செலவு நன்மைகளை சமநிலைப்படுத்துகிறது.

தொழில்நுட்ப சவால்கள் மற்றும் புதுமைகள்(ஆ)

(ஆ)மேம்பட்ட பேக்கேஜிங்கில் SiC இன் பங்கு

• 2.5D ஒருங்கிணைப்பு:சில்லுகள் குறுகிய, திறமையான சமிக்ஞை பாதைகளைக் கொண்ட சிலிக்கான் அல்லது கரிம இடைக்கணிப்பிகளில் பொருத்தப்படுகின்றன. இங்கு வெப்பச் சிதறல் சவால்கள் முதன்மையாக கிடைமட்டமாக உள்ளன.
• 3D ஒருங்கிணைப்பு:சிலிக்கான் வயாஸ் (TSVs) அல்லது கலப்பின பிணைப்பு வழியாக செங்குத்தாக அடுக்கப்பட்ட சில்லுகள் மிக உயர்ந்த இடை இணைப்பு அடர்த்தியை அடைகின்றன, ஆனால் அதிவேக வெப்ப அழுத்தத்தை எதிர்கொள்கின்றன. SiC ஒரு செயலற்ற வெப்பப் பொருளாக மட்டுமல்லாமல், வைரம் அல்லது திரவ உலோகம் போன்ற மேம்பட்ட தீர்வுகளுடன் இணைந்து "கலப்பின குளிரூட்டும்" அமைப்புகளை உருவாக்குகிறது.

(ஆ)GaN இலிருந்து மூலோபாய வெளியேற்றம்

ஆட்டோமொடிவ் துறைக்கு அப்பால்: SiC-யின் புதிய எல்லைகள்

• கடத்தும் N-வகை SiC:AI முடுக்கிகள் மற்றும் உயர் செயல்திறன் செயலிகளில் வெப்ப பரவல்களாக செயல்படுகிறது.
• காப்பு SiC:சிப்லெட் வடிவமைப்புகளில் இடைச்செருகிகளாகச் செயல்படுகிறது, மின் தனிமைப்படுத்தலை வெப்பக் கடத்தலுடன் சமநிலைப்படுத்துகிறது.

இந்த கண்டுபிடிப்புகள் AI மற்றும் தரவு மைய சில்லுகளில் வெப்ப மேலாண்மைக்கான அடிப்படைப் பொருளாக SiC ஐ நிலைநிறுத்துகின்றன.

​பொருள் நிலப்பரப்பு