સ્વિચ હીટ ડિસીપેશન મટિરિયલ્સ! સિલિકોન કાર્બાઇડ સબસ્ટ્રેટ ડિમાન્ડ વિસ્ફોટ થવા માટે સેટ છે!​

વિષયસુચીકોષ્ટક

૧. AI ચિપ્સમાં ગરમીના વિસર્જનની અવરોધ અને સિલિકોન કાર્બાઇડ મટિરિયલ્સની સફળતા

2. સિલિકોન કાર્બાઇડ સબસ્ટ્રેટ્સની લાક્ષણિકતાઓ અને તકનીકી ફાયદા

૩. NVIDIA અને TSMC દ્વારા વ્યૂહાત્મક યોજનાઓ અને સહયોગી વિકાસ

૪.​અમલીકરણ માર્ગ અને મુખ્ય ટેકનિકલ પડકારો​

૫. બજારની સંભાવનાઓ અને ક્ષમતા વિસ્તરણ

૬. સંબંધિત કંપનીઓની સપ્લાય ચેઇન અને કામગીરી પર અસર

૭. સિલિકોન કાર્બાઇડના વ્યાપક ઉપયોગો અને એકંદર બજાર કદ

8. XKH ના કસ્ટમાઇઝ્ડ સોલ્યુશન્સ અને પ્રોડક્ટ સપોર્ટ

સિલિકોન કાર્બાઇડ (SiC) સબસ્ટ્રેટ મટિરિયલ્સ દ્વારા ભવિષ્યના AI ચિપ્સની ગરમીના વિસર્જનની અવરોધ દૂર કરવામાં આવી રહી છે.

વિદેશી મીડિયા અહેવાલો અનુસાર, NVIDIA તેના આગામી પેઢીના પ્રોસેસરોની CoWoS અદ્યતન પેકેજિંગ પ્રક્રિયામાં મધ્યવર્તી સબસ્ટ્રેટ સામગ્રીને સિલિકોન કાર્બાઇડથી બદલવાની યોજના ધરાવે છે. TSMC એ SiC મધ્યવર્તી સબસ્ટ્રેટ માટે સંયુક્ત રીતે ઉત્પાદન તકનીકો વિકસાવવા માટે મુખ્ય ઉત્પાદકોને આમંત્રણ આપ્યું છે.

મુખ્ય કારણ એ છે કે વર્તમાન AI ચિપ્સના પ્રદર્શન સુધારણામાં ભૌતિક મર્યાદાઓનો સામનો કરવો પડ્યો છે. જેમ જેમ GPU પાવર વધે છે, તેમ તેમ સિલિકોન ઇન્ટરપોઝર્સમાં બહુવિધ ચિપ્સને એકીકૃત કરવાથી અત્યંત ઊંચી ગરમીના વિસર્જનની માંગ ઉત્પન્ન થાય છે. ચિપ્સમાં ઉત્પન્ન થતી ગરમી તેની મર્યાદાની નજીક પહોંચી રહી છે, અને પરંપરાગત સિલિકોન ઇન્ટરપોઝર્સ આ પડકારને અસરકારક રીતે સંબોધી શકતા નથી.

NVIDIA પ્રોસેસર્સ ગરમીના વિસર્જનના મટિરિયલ્સને સ્વિચ કરે છે! સિલિકોન કાર્બાઇડ સબસ્ટ્રેટની માંગ વિસ્ફોટ થવા માટે સેટ છે!​સિલિકોન કાર્બાઇડ એક વિશાળ બેન્ડગેપ સેમિકન્ડક્ટર છે, અને તેના અનન્ય ભૌતિક ગુણધર્મો તેને ઉચ્ચ શક્તિ અને ઉચ્ચ ગરમી પ્રવાહ સાથે આત્યંતિક વાતાવરણમાં નોંધપાત્ર ફાયદા આપે છે. GPU અદ્યતન પેકેજિંગમાં, તે બે મુખ્ય ફાયદાઓ પ્રદાન કરે છે:

1. ગરમીનું વિસર્જન ક્ષમતા: સિલિકોન ઇન્ટરપોઝર્સને SiC ઇન્ટરપોઝર્સથી બદલવાથી થર્મલ પ્રતિકાર લગભગ 70% ઘટાડી શકાય છે.

2. કાર્યક્ષમ પાવર આર્કિટેક્ચર: SiC વધુ કાર્યક્ષમ, નાના વોલ્ટેજ રેગ્યુલેટર મોડ્યુલો બનાવવા સક્ષમ બનાવે છે, પાવર ડિલિવરી પાથને નોંધપાત્ર રીતે ટૂંકાવે છે, સર્કિટ નુકસાન ઘટાડે છે અને AI કમ્પ્યુટિંગ લોડ માટે ઝડપી, વધુ સ્થિર ગતિશીલ વર્તમાન પ્રતિભાવો પ્રદાન કરે છે.

આ પરિવર્તનનો ઉદ્દેશ્ય GPU પાવરમાં સતત વધારો થવાથી થતી ગરમીના વિસર્જનના પડકારોને સંબોધવાનો છે, જે ઉચ્ચ-પ્રદર્શન કમ્પ્યુટિંગ ચિપ્સ માટે વધુ કાર્યક્ષમ ઉકેલ પૂરો પાડે છે.

સિલિકોન કાર્બાઇડની થર્મલ વાહકતા સિલિકોન કરતા 2-3 ગણી વધારે છે, જે અસરકારક રીતે થર્મલ મેનેજમેન્ટ કાર્યક્ષમતામાં સુધારો કરે છે અને હાઇ-પાવર ચિપ્સમાં ગરમીના વિસર્જનની સમસ્યાઓનું નિરાકરણ કરે છે. તેનું ઉત્તમ થર્મલ પ્રદર્શન GPU ચિપ્સના જંકશન તાપમાનને 20-30°C સુધી ઘટાડી શકે છે, જે હાઇ-કમ્પ્યુટિંગ પરિસ્થિતિઓમાં સ્થિરતામાં નોંધપાત્ર વધારો કરે છે.

અમલીકરણ માર્ગ અને પડકારો

સપ્લાય ચેઇન સૂત્રો અનુસાર, NVIDIA આ સામગ્રી પરિવર્તનને બે પગલામાં અમલમાં મૂકશે:

•​​૨૦૨૫-૨૦૨૬​: પ્રથમ પેઢીના રૂબિન GPU હજુ પણ સિલિકોન ઇન્ટરપોઝર્સનો ઉપયોગ કરશે. TSMC એ મુખ્ય ઉત્પાદકોને સંયુક્ત રીતે SiC ઇન્ટરપોઝર ઉત્પાદન ટેકનોલોજી વિકસાવવા માટે આમંત્રણ આપ્યું છે.

•​​૨૦૨૭​: SiC ઇન્ટરપોઝર્સને અદ્યતન પેકેજિંગ પ્રક્રિયામાં સત્તાવાર રીતે સંકલિત કરવામાં આવશે.

જોકે, આ યોજનામાં ઘણા પડકારોનો સામનો કરવો પડે છે, ખાસ કરીને ઉત્પાદન પ્રક્રિયાઓમાં. સિલિકોન કાર્બાઇડની કઠિનતા હીરાની કઠિનતા જેટલી જ છે, જેને અત્યંત ઉચ્ચ કટીંગ ટેકનોલોજીની જરૂર પડે છે. જો કટીંગ ટેકનોલોજી અપૂરતી હોય, તો SiC સપાટી લહેરાતી બની શકે છે, જેના કારણે તે અદ્યતન પેકેજિંગ માટે બિનઉપયોગી બની શકે છે. જાપાનના DISCO જેવા ઉપકરણ ઉત્પાદકો આ પડકારનો સામનો કરવા માટે નવા લેસર કટીંગ સાધનો વિકસાવવા માટે કામ કરી રહ્યા છે.

ભવિષ્યની સંભાવનાઓ

હાલમાં, SiC ઇન્ટરપોઝર ટેકનોલોજીનો ઉપયોગ સૌપ્રથમ સૌથી અદ્યતન AI ચિપ્સમાં કરવામાં આવશે. TSMC 2027 માં વધુ પ્રોસેસર અને મેમરીને એકીકૃત કરવા માટે 7x રેટિકલ CoWoS લોન્ચ કરવાની યોજના ધરાવે છે, જે ઇન્ટરપોઝર વિસ્તારને 14,400 mm² સુધી વધારી દેશે, જે સબસ્ટ્રેટની માંગમાં વધારો કરશે.

મોર્ગન સ્ટેનલીએ આગાહી કરી છે કે વૈશ્વિક માસિક CoWoS પેકેજિંગ ક્ષમતા 2024 માં 38,000 12-ઇંચ વેફર્સથી વધીને 2025 માં 83,000 અને 2026 માં 112,000 થશે. આ વૃદ્ધિ SiC ઇન્ટરપોઝર્સની માંગને સીધી રીતે વેગ આપશે.

જોકે ૧૨-ઇંચના SiC સબસ્ટ્રેટ હાલમાં મોંઘા છે, તેમ છતાં મોટા પાયે ઉત્પાદન વધતાં અને ટેકનોલોજી પરિપક્વ થતાં, મોટા પાયે ઉપયોગ માટે પરિસ્થિતિઓ બનાવતી વખતે કિંમતો ધીમે ધીમે વાજબી સ્તરે ઘટવાની અપેક્ષા છે.

SiC ઇન્ટરપોઝર્સ માત્ર ગરમીના વિસર્જનની સમસ્યાઓનું નિરાકરણ જ નથી કરતા પરંતુ એકીકરણ ઘનતામાં પણ નોંધપાત્ર સુધારો કરે છે. 12-ઇંચના SiC સબસ્ટ્રેટનો વિસ્તાર 8-ઇંચના સબસ્ટ્રેટ કરતા લગભગ 90% મોટો છે, જે એક જ ઇન્ટરપોઝરને વધુ ચિપલેટ મોડ્યુલોને એકીકૃત કરવાની મંજૂરી આપે છે, જે NVIDIA ની 7x રેટિકલ CoWoS પેકેજિંગ આવશ્યકતાઓને સીધી રીતે ટેકો આપે છે.

TSMC SiC ઇન્ટરપોઝર મેન્યુફેક્ચરિંગ ટેકનોલોજી વિકસાવવા માટે DISCO જેવી જાપાની કંપનીઓ સાથે સહયોગ કરી રહ્યું છે. એકવાર નવા સાધનો આવી ગયા પછી, SiC ઇન્ટરપોઝર મેન્યુફેક્ચરિંગ વધુ સરળ રીતે આગળ વધશે, 2027 માં અદ્યતન પેકેજિંગમાં પ્રારંભિક પ્રવેશની અપેક્ષા છે.

આ સમાચારથી પ્રેરિત થઈને, SiC-સંબંધિત શેરોએ 5 સપ્ટેમ્બરના રોજ મજબૂત પ્રદર્શન કર્યું, જેમાં ઇન્ડેક્સ 5.76% વધ્યો. ટિયાન્યુ એડવાન્સ્ડ, લક્સશેર પ્રિસિઝન અને ટિયાનટોંગ કંપની જેવી કંપનીઓએ દૈનિક મર્યાદામાં વધારો કર્યો, જ્યારે જિંગશેંગ મિકેનિકલ અને ઇલેક્ટ્રિકલ અને યિન્ટાંગ ઇન્ટેલિજન્ટ કંટ્રોલમાં 10% થી વધુનો ઉછાળો આવ્યો.

ડેઇલી ઇકોનોમિક ન્યૂઝ અનુસાર, કામગીરી વધારવા માટે, NVIDIA તેની આગામી પેઢીના રૂબિન પ્રોસેસર ડેવલપમેન્ટ બ્લુપ્રિન્ટમાં CoWoS એડવાન્સ્ડ પેકેજિંગ પ્રક્રિયામાં મધ્યવર્તી સબસ્ટ્રેટ સામગ્રીને સિલિકોન કાર્બાઇડથી બદલવાની યોજના ધરાવે છે.

જાહેર માહિતી દર્શાવે છે કે સિલિકોન કાર્બાઇડ ઉત્તમ ભૌતિક ગુણધર્મો ધરાવે છે. સિલિકોન ઉપકરણોની તુલનામાં, SiC ઉપકરણો ઉચ્ચ પાવર ઘનતા, ઓછી પાવર લોસ અને અસાધારણ ઉચ્ચ-તાપમાન સ્થિરતા જેવા ફાયદા પ્રદાન કરે છે. ટિયાનફેંગ સિક્યોરિટીઝ અનુસાર, SiC ઉદ્યોગ શૃંખલા અપસ્ટ્રીમમાં SiC સબસ્ટ્રેટ્સ અને એપિટેક્સિયલ વેફર્સની તૈયારીનો સમાવેશ થાય છે; મધ્ય પ્રવાહમાં SiC પાવર ઉપકરણો અને RF ઉપકરણોની ડિઝાઇન, ઉત્પાદન અને પેકેજિંગ/પરીક્ષણનો સમાવેશ થાય છે.

ડાઉનસ્ટ્રીમમાં, SiC એપ્લિકેશનો વ્યાપક છે, જે દસથી વધુ ઉદ્યોગોને આવરી લે છે, જેમાં નવા ઉર્જા વાહનો, ફોટોવોલ્ટેઇક્સ, ઔદ્યોગિક ઉત્પાદન, પરિવહન, સંદેશાવ્યવહાર બેઝ સ્ટેશન અને રડારનો સમાવેશ થાય છે. આમાંથી, ઓટોમોટિવ SiC માટે મુખ્ય એપ્લિકેશન ક્ષેત્ર બનશે. એજિયન સિક્યોરિટીઝ અનુસાર, 2028 સુધીમાં, ઓટોમોટિવ ક્ષેત્ર વૈશ્વિક પાવર SiC ઉપકરણ બજારનો 74% હિસ્સો ધરાવશે.

યોલ ઇન્ટેલિજન્સ અનુસાર, એકંદર બજાર કદની દ્રષ્ટિએ, 2022 માં વૈશ્વિક વાહક અને અર્ધ-અવાહક SiC સબસ્ટ્રેટ બજાર કદ અનુક્રમે 512 મિલિયન અને 242 મિલિયન હતું. એવો અંદાજ છે કે 2026 સુધીમાં, વૈશ્વિક SiC બજાર કદ 2.053 બિલિયન સુધી પહોંચશે, જેમાં વાહક અને અર્ધ-અવાહક SiC સબસ્ટ્રેટ બજાર કદ અનુક્રમે 1.62 બિલિયન અને $433 મિલિયન સુધી પહોંચશે. 2022 થી 2026 સુધી વાહક અને અર્ધ-અવાહક SiC સબસ્ટ્રેટ માટે ચક્રવૃદ્ધિ વાર્ષિક વૃદ્ધિ દર (CAGRs) અનુક્રમે 33.37% અને 15.66% રહેવાની ધારણા છે.

XKH સિલિકોન કાર્બાઇડ (SiC) ઉત્પાદનોના કસ્ટમાઇઝ્ડ ડેવલપમેન્ટ અને વૈશ્વિક વેચાણમાં નિષ્ણાત છે, જે વાહક અને અર્ધ-ઇન્સ્યુલેટીંગ સિલિકોન કાર્બાઇડ સબસ્ટ્રેટ બંને માટે 2 થી 12 ઇંચની પૂર્ણ કદની શ્રેણી પ્રદાન કરે છે. અમે ક્રિસ્ટલ ઓરિએન્ટેશન, રેઝિસ્ટિવિટી (10⁻³–10¹⁰ Ω·cm), અને જાડાઈ (350–2000μm) જેવા પરિમાણોના વ્યક્તિગત કસ્ટમાઇઝેશનને સમર્થન આપીએ છીએ. અમારા ઉત્પાદનોનો ઉપયોગ નવા ઉર્જા વાહનો, ફોટોવોલ્ટેઇક ઇન્વર્ટર અને ઔદ્યોગિક મોટર્સ સહિત ઉચ્ચ-સ્તરીય ક્ષેત્રોમાં વ્યાપકપણે થાય છે. મજબૂત સપ્લાય ચેઇન સિસ્ટમ અને તકનીકી સપોર્ટ ટીમનો ઉપયોગ કરીને, અમે ઝડપી પ્રતિભાવ અને ચોક્કસ ડિલિવરી સુનિશ્ચિત કરીએ છીએ, ગ્રાહકોને ઉપકરણ પ્રદર્શન વધારવામાં અને સિસ્ટમ ખર્ચને ઑપ્ટિમાઇઝ કરવામાં મદદ કરીએ છીએ.