Les processeurs NVIDIA passent aux matériaux d'interface thermique ! La demande de substrats en carbure de silicium (SiC) est sur le point d'exploser !

L'engorgement thermique des futurs puces d'IA est en train d'être surmonté grâce aux matériaux de substrat en carbure de silicium (SiC).

Selon des rapports de médias étrangers, NVIDIA prévoit de remplacer le matériau de substrat intermédiaire dans le processus d'emballage avancé CoWoS de ses processeurs de nouvelle génération par du carbure de silicium. TSMC a invité les principaux fabricants à développer conjointement des technologies de fabrication pour les substrats intermédiaires en SiC. Ce changement répond aux limites physiques des améliorations actuelles des performances des puces d'IA. À mesure que la puissance des GPU augmente, l'intégration de plusieurs puces dans des interposeurs en silicium génère des demandes thermiques extrêmes, poussant les matériaux en silicium traditionnels au-delà de leurs capacités de dissipation thermique.

Le carbure de silicium, un semi-conducteur à large bande interdite, offre des avantages uniques dans les environnements à haute puissance et à flux thermique élevé. Ses principaux avantages dans l'emballage des GPU incluent :

1.Gestion thermique améliorée : Le remplacement des interposeurs en silicium par du SiC réduit la résistance thermique de près de 70 %.

2.Architecture d'alimentation optimisée : Le SiC permet des modules de régulateur de tension (VRM) plus petits et plus efficaces, raccourcissant les chemins d'alimentation et minimisant les pertes résistives pour des réponses de courant plus rapides et stables dans les charges de travail d'IA.

Cette transformation répond directement aux défis de l'escalade de la puissance des GPU, offrant une solution à haut rendement pour les processeurs de nouvelle génération.

Principaux avantages du carbure de silicium

Conductivité thermique 2 à 3 fois supérieure à celle du silicium, résolvant les problèmes de dissipation thermique dans les puces haute puissance.

Températures de jonction inférieures de 20 à 30 °C pour une stabilité améliorée dans les scénarios de haute performance.

Feuille de route de mise en œuvre et défis

NVIDIA prévoit une approche progressive :

2025-2026 : Les GPU Rubin de première génération conserveront les interposeurs en silicium tandis que TSMC collabore avec les fournisseurs pour développer des technologies de fabrication de SiC.•

Les principaux obstacles incluent :•

Dureté du matériau : La dureté du carbure de silicium, semblable à celle du diamant, exige une découpe de précision extrême. Les surfaces non uniformes résultant d'une découpe sous-optimale rendent les substrats inutilisables. La société japonaise DISCO développe des systèmes de découpe laser de nouvelle génération pour y remédier.

•Adoption précoce : Les interposeurs en SiC apparaîtront d'abord dans les puces d'IA phares. La conception CoWoS 7x-mask de TSMC (lancée en 2027) étendra la surface de l'interposeur à 14 400 mm², stimulant la demande de substrats.

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•Tendances des coûts : Malgré les prix élevés actuels, les substrats en SiC de 12 pouces devraient baisser à des niveaux viables à mesure que la production augmente.

•Densité d'intégration : Les substrats en SiC de 12 pouces offrent une surface 90 % plus grande que les versions de 8 pouces, permettant plus de modules Chiplet par interposeur.

Synergie de la chaîne d'approvisionnement : TSMC et DISCO font progresser la R&D manufacturière, avec une production commerciale prévue pour 2027.

Réaction du marché

•La feuille de route des processeurs Rubin de NVIDIA.

Les propriétés supérieures du SiC : haute densité de puissance, faibles pertes et stabilité thermique.Prévisions de l'industrie

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Taille du marché : Les marchés mondiaux des substrats en SiC conducteurs/mi-isolants ont atteint 512 millions/242 millions en 2022, et devraient atteindre 1,62 milliard/433 millions d'ici 2026 (TCAC : 33,37 %/15,66 %).

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Dynamique de la chaîne d'approvisionnement

Leadership : Tianyue Advanced (n°2 mondial en SiC conducteur), Sanan et Luxi Technology mènent la production.

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Risques et opportunités•

•Compétitivité des coûts : L'augmentation de la production et l'amélioration du rendement sont essentielles pour une adoption massive.

Conclusion

ZMSH est spécialisé dans la personnalisation et la fourniture de substrats en carbure de silicium (SiC) conducteurs/semi-isolants de 2 à 12 pouces, offrant des solutions sur mesure pour l'orientation cristalline (/

Nous fournissons un usinage de précision avancé pour les composants en SiC de forme complexe, atteignant des tolérances de ±0,01 mm dans les processus de découpe, de meulage et de polissage. Notre collaboration technique de bout en bout englobe le tranchage des plaquettes, la finition de surface et l'optimisation de l'emballage, garantissant la compatibilité avec le collage à haute température et les exigences d'encapsulation avancées.

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