İçindekiler
1. Yapay Zeka Çiplerinde Isı Dağıtımındaki Darboğaz ve Silisyum Karbür Malzemelerinin Çığır Açan Gelişmeleri
2. Silisyum Karbür Alt Tabakaların Özellikleri ve Teknik Avantajları
3. NVIDIA ve TSMC Tarafından Yürütülen Stratejik Planlar ve İşbirliğine Dayalı Geliştirme
4. Uygulama Yolu ve Temel Teknik Zorluklar
5. Pazar Beklentileri ve Kapasite Genişletme
6. Tedarik Zinciri ve İlgili Şirketlerin Performansı Üzerindeki Etkisi
7. Silisyum Karbürün Geniş Uygulama Alanları ve Genel Pazar Büyüklüğü
8. XKH'nin Özelleştirilmiş Çözümleri ve Ürün Desteği
Gelecek nesil yapay zeka çiplerinin ısı dağıtımındaki darboğaz, silisyum karbür (SiC) alt tabaka malzemeleriyle aşılıyor.
Yabancı medya raporlarına göre, NVIDIA, yeni nesil işlemcilerinin CoWoS gelişmiş paketleme sürecinde ara alt tabaka malzemesini silisyum karbür ile değiştirmeyi planlıyor. TSMC, SiC ara alt tabakaları için üretim teknolojilerini birlikte geliştirmek üzere önde gelen üreticileri davet etti.
Bunun temel nedeni, mevcut yapay zeka çiplerinin performans iyileştirmesinin fiziksel sınırlamalara takılmış olmasıdır. GPU gücü arttıkça, birden fazla çipin silikon ara katmanlara entegre edilmesi son derece yüksek ısı dağıtım gereksinimleri doğurmaktadır. Çipler içinde üretilen ısı sınırına yaklaşmaktadır ve geleneksel silikon ara katmanlar bu zorluğun üstesinden etkili bir şekilde gelememektedir.
NVIDIA İşlemcileri Isı Dağıtım Malzemelerini Değiştiriyor! Silisyum Karbür Alt Tabaka Talebi Patlama Yaşanacak! Silisyum karbür, geniş bant aralıklı bir yarı iletkendir ve benzersiz fiziksel özellikleri, yüksek güç ve yüksek ısı akışı olan aşırı ortamlarda önemli avantajlar sağlar. GPU gelişmiş paketlemesinde iki temel avantaj sunar:
1. Isı Dağıtım Yeteneği: Silikon ara katmanların SiC ara katmanlarla değiştirilmesi, termal direnci yaklaşık %70 oranında azaltabilir.
2. Verimli Güç Mimarisi: SiC, daha verimli ve daha küçük voltaj regülatör modüllerinin oluşturulmasını sağlayarak güç iletim yollarını önemli ölçüde kısaltır, devre kayıplarını azaltır ve yapay zeka hesaplama yükleri için daha hızlı ve daha kararlı dinamik akım tepkileri sağlar.
Bu dönüşüm, sürekli artan GPU gücünün yol açtığı ısı dağıtım sorunlarını gidermeyi ve yüksek performanslı bilgi işlem çiplerine daha verimli bir çözüm sunmayı amaçlamaktadır.
Silisyum karbürün termal iletkenliği silisyumunkinden 2-3 kat daha yüksektir; bu da termal yönetim verimliliğini etkili bir şekilde artırır ve yüksek güçlü çiplerdeki ısı dağıtım sorunlarını çözer. Mükemmel termal performansı, GPU çiplerinin bağlantı sıcaklığını 20-30°C düşürerek yüksek işlem gücü gerektiren senaryolarda kararlılığı önemli ölçüde artırır.
Uygulama Yolu ve Zorluklar
Tedarik zinciri kaynaklarına göre, NVIDIA bu malzeme dönüşümünü iki aşamada gerçekleştirecek:
• 2025-2026: Birinci nesil Rubin GPU'lar hala silikon ara katmanlar kullanacak. TSMC, SiC ara katman üretim teknolojisini birlikte geliştirmek için büyük üreticileri davet etti.
• 2027: SiC ara katmanları, gelişmiş paketleme sürecine resmi olarak entegre edilecek.
Ancak bu plan, özellikle üretim süreçlerinde birçok zorlukla karşı karşıya. Silisyum karbürün sertliği elmasınkine eşdeğer olup, son derece yüksek kesme teknolojisi gerektirir. Kesme teknolojisi yetersizse, SiC yüzeyi dalgalı hale gelebilir ve bu da onu gelişmiş paketleme için kullanılamaz hale getirebilir. Japonya'nın DISCO gibi ekipman üreticileri, bu zorluğun üstesinden gelmek için yeni lazer kesme ekipmanları geliştirmek üzere çalışıyor.
Gelecek Beklentileri
Şu anda SiC ara katman teknolojisi öncelikle en gelişmiş yapay zeka çiplerinde kullanılacak. TSMC, daha fazla işlemci ve belleği entegre etmek için 2027'de 7x retikül CoWoS'u piyasaya sürmeyi planlıyor ve bu da ara katman alanını 14.400 mm²'ye çıkararak alt tabakalara olan talebi artıracak.
Morgan Stanley, küresel aylık CoWoS paketleme kapasitesinin 2024'te 38.000 adet 12 inçlik wafer'dan 2025'te 83.000'e ve 2026'da 112.000'e yükseleceğini öngörüyor. Bu büyüme, SiC ara katmanlarına olan talebi doğrudan artıracaktır.
12 inçlik SiC alt tabakalar şu anda pahalı olsa da, seri üretimin artması ve teknolojinin olgunlaşmasıyla birlikte fiyatların kademeli olarak makul seviyelere düşmesi ve büyük ölçekli uygulamalar için koşulların oluşması bekleniyor.
SiC ara katmanlar yalnızca ısı dağıtım sorunlarını çözmekle kalmaz, aynı zamanda entegrasyon yoğunluğunu da önemli ölçüde artırır. 12 inçlik SiC alt tabakaların alanı, 8 inçlik alt tabakalara göre neredeyse %90 daha büyüktür; bu da tek bir ara katmanın daha fazla Chiplet modülünü entegre etmesine olanak tanır ve NVIDIA'nın 7x retikül CoWoS paketleme gereksinimlerini doğrudan destekler.
TSMC, SiC ara katman üretim teknolojisini geliştirmek için DISCO gibi Japon şirketleriyle iş birliği yapıyor. Yeni ekipmanlar devreye girdiğinde, SiC ara katman üretimi daha sorunsuz ilerleyecek ve gelişmiş paketlemeye en erken girişin 2027'de gerçekleşmesi bekleniyor.
Bu haberin etkisiyle, SiC ile ilgili hisseler 5 Eylül'de güçlü bir performans sergileyerek endeksin %5,76 yükselmesine neden oldu. Tianyue Advanced, Luxshare Precision ve Tiantong Co. gibi şirketler günlük tavan fiyatına ulaşırken, Jingsheng Mechanical & Electrical ve Yintang Intelligent Control %10'un üzerinde değer kazandı.
Daily Economic News'e göre, NVIDIA performansı artırmak için yeni nesil Rubin işlemci geliştirme planında CoWoS gelişmiş paketleme sürecindeki ara alt tabaka malzemesini silisyum karbür ile değiştirmeyi planlıyor.
Kamuoyuna açık bilgiler, silisyum karbürün mükemmel fiziksel özelliklere sahip olduğunu göstermektedir. Silisyum cihazlarla karşılaştırıldığında, SiC cihazları yüksek güç yoğunluğu, düşük güç kaybı ve olağanüstü yüksek sıcaklık kararlılığı gibi avantajlar sunmaktadır. Tianfeng Securities'e göre, SiC endüstri zincirinin yukarı akışında SiC alt tabakalarının ve epitaksiyel levhaların hazırlanması; orta akışında ise SiC güç cihazlarının ve RF cihazlarının tasarımı, üretimi ve paketlenmesi/test edilmesi yer almaktadır.
SiC uygulamaları, yeni enerji araçları, fotovoltaik, endüstriyel üretim, ulaşım, iletişim baz istasyonları ve radar dahil olmak üzere ondan fazla sektörü kapsayan geniş bir yelpazeye sahiptir. Bunlar arasında otomotiv, SiC için temel uygulama alanı haline gelecektir. Aijian Securities'e göre, 2028 yılına kadar otomotiv sektörü, küresel güç SiC cihaz pazarının %74'ünü oluşturacaktır.
Yole Intelligence'a göre, genel pazar büyüklüğü açısından, 2022 yılında küresel iletken ve yarı yalıtkan SiC alt tabaka pazarlarının büyüklüğü sırasıyla 512 milyon ve 242 milyon dolardı. 2026 yılına kadar küresel SiC pazar büyüklüğünün 2,053 milyar dolara ulaşması, iletken ve yarı yalıtkan SiC alt tabaka pazarlarının büyüklüğünün ise sırasıyla 1,62 milyar dolar ve 433 milyon dolara ulaşması bekleniyor. 2022-2026 yılları arasında iletken ve yarı yalıtkan SiC alt tabakalar için yıllık bileşik büyüme oranlarının (CAGR) sırasıyla %33,37 ve %15,66 olması öngörülüyor.
XKH, silikon karbür (SiC) ürünlerinin özelleştirilmiş geliştirilmesi ve küresel satışında uzmanlaşmıştır ve hem iletken hem de yarı iletken silikon karbür alt tabakalar için 2 ila 12 inç arasında tam bir boyut yelpazesi sunmaktadır. Kristal yönelimi, özdirenç (10⁻³–10¹⁰ Ω·cm) ve kalınlık (350–2000 μm) gibi parametrelerin kişiselleştirilmiş özelleştirilmesini destekliyoruz. Ürünlerimiz, yeni enerji araçları, fotovoltaik invertörler ve endüstriyel motorlar dahil olmak üzere üst düzey alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Sağlam bir tedarik zinciri sistemi ve teknik destek ekibinden yararlanarak, hızlı yanıt ve hassas teslimat sağlıyor, müşterilerin cihaz performansını artırmalarına ve sistem maliyetlerini optimize etmelerine yardımcı oluyoruz.
Yayın tarihi: 12 Eylül 2025