Tala Fou - Ua loka e le TSMC le 12-Inch Silicon Carbide mo le New Frontier, Fa'atinoina o Fuafuaga i Mea Taua o le Pulega o le Vevela a le AI Era

Lisi o Mataupu

1. Suiga Fa'atekonolosi: Le Tuputupu A'e o le Silicon Carbide ma Ona Lu'itau

2. Suiga Fa'ata'atitia a le TSMC: Tu'ua le GaN ma le Petipeti i le SiC

3. Tauvaga o Meafaitino: Le Lē Mafai ona Suia o le SiC

4. Tulaga o Talosaga: O le Fouvalega o le Pulega o le Vevela i Chips AI ma Electronics o le Isi Tupulaga

5. Luʻitau i le Lumanai: Faʻalavelave Faʻapitoa ma le Tauvaga Faʻapisinisi

E tusa ai ma le TechNews, ua ulufale atu le pisinisi semiconductor i le lalolagi atoa i se vaitaimi e faʻamalosia e le atamai faʻapitoa (AI) ma le komepiuta maualuga-faʻatinoga (HPC), lea ua tulaʻi mai ai le pulega o le vevela o se faʻalavelave autu e aʻafia ai le mamanu o chip ma le alualu i luma o le faagasologa. A o faʻaauau pea ona faʻateleina e le fausaga faʻapipiʻi faʻaleleia e pei o le 3D stacking ma le 2.5D integration le tele o chip ma le faʻaaogaina o le eletise, e le mafai e substrates seramika masani ona faʻafetaui manaʻoga o le flux thermal. O le TSMC, le kamupani gaosi wafer taʻutaʻua i le lalolagi, o loʻo tali atu i lenei luʻitau i se suiga tele o meafaitino: taliaina atoatoa le 12-inisi single-crystal silicon carbide (SiC) substrates aʻo faʻasolosolo ona alu ese mai le pisinisi gallium nitride (GaN). O lenei gaioiga e le gata ina faʻaalia ai se toe faʻatulagaina o le fuafuaga o meafaitino a le TSMC ae faʻamamafaina ai foʻi le auala ua suia ai le pulega o le vevela mai se "tekinolosi lagolago" i se "tulaga tauva autu."

Silicon Carbide: E sili atu nai lo le eletise eletise

O le Silicon carbide, e lauiloa i ona meatotino semiconductor lautele, e masani ona faʻaaogaina i mea eletise eletise maualuga le lelei e pei o inverters taʻavale eletise, pulega afi faʻapisinisi, ma atinaʻe o le malosiaga faʻafouina. Peitaʻi, o le gafatia o le SiC e sili atu nai lo lenei. Faatasi ai ma se conductivity vevela tulaga ese e tusa ma le 500 W/mK—e sili atu nai lo mea masani o le seramika e pei o le alumini oxide (Al₂O₃) poʻo le safaira—ua sauni nei le SiC e foia luʻitau faʻavevela o loʻo faʻatupulaʻia o faʻaoga maualuga le mafiafia.

AI Accelerators ma le Faʻalavelave Faʻavevela

O le faʻateleina o faʻatelevavega o le AI, faʻagasologa o nofoaga autu o faʻamaumauga, ma mata tioata atamai AR ua faʻateleina ai tapulaʻa o le avanoa ma faʻafitauli o le puleaina o le vevela. I masini e mafai ona ofuina, mo se faʻataʻitaʻiga, o vaega o le microchip o loʻo tuʻu latalata i le mata e manaʻomia ai le puleaina saʻo o le vevela ina ia mautinoa le saogalemu ma le mautu. I le faʻaaogaina o ona tomai i le tele o tausaga i le gaosiga o le wafer e 12-inisi, o loʻo faʻalauteleina e le TSMC ni mea tetele e tasi le tioata SiC e sui ai keramika masani. O lenei fuafuaga e mafai ai ona tuʻufaʻatasia lelei i laina gaosiga o loʻo iai nei, paleni le fua ma le tau lelei e aunoa ma le manaʻomia o se toe faʻaleleia atoa o le gaosiga.

Luitau Fa'atekinolosi ma Fouga Fou'

E ui o mea fa'apipi'i SiC mo le puleaina o le vevela e le mana'omia ai tulaga fa'aletonu eletise faigata e mana'omia e masini eletise, ae o le tumau pea le taua o le tulaga mautu o le tioata. O mea mai fafo e pei o mea le mama po'o le atuatuvale e mafai ona fa'alavelaveina ai le fesiitaiga o le phonon, fa'aleagaina ai le fa'avevela o le vevela, ma fa'aosofia ai le vevela tele i le lotoifale, ma iu ai ina a'afia ai le malosi fa'amekanika ma le lamolemole o le fogaeleele. Mo wafers e 12-inisi, o le warpage ma le deformation o popolega sili ona taua, aua latou te a'afia sa'o ai le pipii o chip ma le maualuga o le gaosiga o afifiina. O lea ua suia ai le taula'iga a le alamanuia mai le fa'aumatia o mea fa'aletonu eletise i le fa'amautinoaina o le tutusa o le bulk density, maualalo le porosity, ma le maualuga o le planarity o le fogaeleele—o mea e mana'omia muamua mo le gaosiga tele o mea fa'apipi'i vevela SiC maualuga.

'Matafaioi a le SiC i le Afifiina Fa'atekonolosi

O le tu'ufa'atasiga a le SiC o le maualuga o le fa'avevela, le malosi fa'amekanika, ma le tete'e atu i le te'i vevela ua avea ai o se suiga tele i le afifiina o le 2.5D ma le 3D:

Tuufaatasiga 2.5D:O lo'o fa'apipi'i ia chips i luga o le silicon po'o organic interposers ma ni auala fa'ailo pupuu ma lelei. O lu'itau o le fa'asa'olotoina o le vevela iinei e masani lava ona fa'alava.
Tuufaatasiga 3D:O fasipepa fa'aputu fa'atulagaina e ala i le through-silicon vias (TSVs) po'o le hybrid bonding e ausia ai le maualuga tele o le interconnect density ae feagai ma le exponential thermal pressure. E le gata ina avea le SiC o se mea fa'avevela e le gaoioi ae e galulue fa'atasi fo'i ma fofo fa'aonaponei e pei o le taimane po'o le u'amea vai e fausia ai ni faiga "hybrid cooling".

'Fuafuaga Alu Ese Mai GaN

Na faasilasila e le TSMC ni fuafuaga e faamutaina ai galuega faatino a le GaN i le 2027, ma toe vaevaeina punaoa i le SiC. O lenei faaiuga e atagia ai se toe fetuunaiga taua: e ui ina sili atu le lelei o le GaN i talosaga maualuga, ae o le gafatia atoatoa o le pulega o le vevela a le SiC ma le scalability e sili atu ona ogatasi ma le vaaiga mamao a le TSMC. O le suiga i wafers 12-inisi e folafola mai ai le faaitiitia o tau ma le faaleleia atili o le tutusa o le faagasologa, e ui lava i luitau i le tipiina, faapulusaina, ma le planarization.

I tua atu o Taavale: Tuaoi Fou a le SiC

I aso ua mavae, o le SiC sa masani ona fa'aaogaina mo masini eletise i ta'avale. O lea la, ua toe fa'afouina e le TSMC ana fa'aoga:

SiC ituaiga-N e fa'afoeina ai le ta'avale:Galue o ni mea e fa'asalalau ai le vevela i totonu o fa'atelevavega AI ma fa'agasologa fa'atino maualuga.
SiC fa'amama:E avea o ni mea e fa'afeso'ota'i ai mamanu o chiplet, e paleni ai le vavae'eseina o le eletise ma le fa'avevela.

O nei mea fou ua faʻatulaga ai le SiC o se mea faʻavae mo le puleaina o le vevela i totonu o le AI ma chips o nofoaga autu o faʻamaumauga.

.O le Fanua Faaletino

E ui o le taimane (1,000–2,200 W/mK) ma le graphene (3,000–5,000 W/mK) e ofoina atu le maualuga o le fa'avevela, o latou tau maualuga ma tapula'a fa'alauteleina e fa'alavelaveina ai le fa'aaogaina lautele. O isi auala e pei o le u'amea vai po'o le fa'amālūlūina o le microfluidic e feagai ma le tu'ufa'atasia ma fa'alavelave tau. O le "sweet spot" a le SiC - o le tu'ufa'atasia o le fa'atinoga, malosi fa'ainisinia, ma le gafatia ona gaosia - e avea ai ma fofo sili ona aoga.

Le Tulaga Tauva a le TSMC

O le tomai faapitoa o le TSMC i le wafer e 12-inisi ua ese ai mai isi kamupani tauva, ma mafai ai ona vave faʻapipiʻi faʻavae SiC. I le faʻaaogaina o atinaʻe o loʻo iai nei ma tekinolosi faʻapipiʻi faʻaonaponei e pei o le CoWoS, o loʻo taumafai le TSMC e liua mea lelei faʻaletino i ni fofo faʻavevela i le tulaga o le faiga. I le taimi lava e tasi, o kamupani tetele e pei o Intel o loʻo faʻamuamua le tuʻuina atu o le eletise i tua ma le mamanu faʻatasi o le eletise faʻavevela, ma faʻamamafaina ai le suiga i le lalolagi atoa agai atu i le faʻafouga faʻavevela.

Taimi na lafoina ai: Setema-28-2025