Şu anda, küresel yapay zeka endüstrisi, tüm değer zincirinde büyük ölçekli uygulama ve koordineli gelişim açısından kritik bir aşamaya giriyor. Üretken yapay zeka büyük modellerinin yinelemeli geliştirilmesinden tüm sektörlerdeki endüstrilerin akıllı dönüşümüne kadar yapay zeka, dijital ekonomi ile reel ekonominin derin entegrasyonunu sağlayan yeni bir üretken güç biçimi haline geldi. Bu teknolojik devrimde yapay zeka çipleri, bilgi işlem gücünün temel taşıyıcıları olarak hizmet ediyor ve tedarik zincirlerinin eksiksizliği ve karmaşıklığı, endüstri gelişiminin üst sınırlarını önemli ölçüde belirliyor. Yarı iletken üretiminin temel omurgasını oluşturan yüksek performanslı yeni malzemeler, çiplerin hassas üretim süreçlerinde vazgeçilmez bir rol oynuyor.
I. AI Çipleri Nedir?
AI çipleri, AI işlemlerini işlemek için tasarlanmış hesaplama birimleridir. Geleneksel genel amaçlı CPU'lardan farklı olarak temel avantajları, güçlü paralel hesaplama yetenekleri, verimli matris işlemleri ve düşük güç tüketiminde yatmaktadır. Makine öğrenimi, derin öğrenme, veri çıkarımı ve görüntü tanıma gibi kritik yapay zeka görevlerini verimli bir şekilde gerçekleştirebilirler. Bilgi işlem gücü sağlamak ve yapay zeka işlevselliğini sağlamak için birincil donanım platformu olan yapay zeka çipleri, yapay zeka endüstrisindeki rekabette önemli bir faktördür.
II. Yapay Zeka Endüstri Zincirinin Yapısı
Yapay zeka endüstri zinciri, teknoloji Ar-Ge, üretim ve uygulama senaryolarını kapsayan kapsamlı bir ekosistemdir. Genel olarak üç ana bölüme ayrılmıştır: yukarı yöndeki temel katman, orta düzeyde üretim katmanı ve aşağı yöndeki uygulama katmanı.
(1) Yukarı Yön: Temel Destek
Yukarı yöndeki temel katman, teknoloji Ar-Ge ve temel hammaddeleri sağlayarak yapay zeka endüstrisinin temel taşı olarak hizmet eder. Kabaca iki bölüme ayrılabilir: birincisi, litografi makinelerini, silikon plakaları ve yüksek performanslı bilgi işlem sunucularını içeren donanım altyapısı; İkincisi, sonraki büyük ölçekli modeller için "yakıt" görevi gören veri toplama ve filtreleme gibi veri hizmetleri.
(2) Orta Akım: Teknoloji ve Üretim
Orta düzey üretim katmanı, yapay zeka endüstri zincirinin üretim merkezidir ve üst ve alt sektörler arasında hayati bir bağlantı görevi görür. İki ana bölüme ayrılabilir: algoritmalar ve modeller ile çip tasarımı ve üretimi.
1. Algoritmalar ve Modeller
Bu alan, görsel algoritmalar, konuşma işleme algoritmaları ve makine öğrenimi yöntemleri dahil olmak üzere çok çeşitli konuları kapsar. Amaç, yapay zekaya veri işlemeye yönelik metodolojik bir çerçeve sağlamaktır. Modeller ise algoritmaların belirli veri kümelerinden öğrenmesi sırasında elde edilen spesifik sonuçlardır. Şu andaki ana eğilim, büyük ölçekli modellere odaklanmak ve onlara karmaşık görevleri bağımsız olarak tamamlayabilmeleri için planlama, hatırlama ve araç kullanma yeteneği kazandırmaktır.
2. Çip Tasarımı ve İmalatı
Tasarım, performans, güç tüketimi ve maliyet arasında en uygun dengeyi sağlarken, çiplerin mimari tanım, donanım uygulaması ve yazılım koordinasyonu gibi üç temel alanı etkili bir şekilde entegre etmesini sağlamayı amaçlamaktadır.
Üretim ayrıca iki aşamaya ayrılabilir: gofret üretimi ve paketleme ve test etme:
(1) Plaka Üretimi: Bu, yüksek saflıkta silikon plakaları, fotolitografi, aşındırma, ince film biriktirme, iyon implantasyonu, temizleme ve cilalama dahil olmak üzere düzinelerce nano ölçekli hassas işlem yoluyla tam devre yapılarına sahip çıplak plakalara dönüştürme işlemidir. Yapay zeka çipleri son derece yüksek üretim standartları gerektiriyor. Ana akım ileri teknoloji ürünler 7 nm ve altındaki gelişmiş süreçleri kullanırken, yeni nesil ürünler yavaş yavaş 3 nm ve 2 nm'ye doğru ilerlemektedir. Bu, üretim ortamı, proses hassasiyeti ve malzeme uyumluluğu konusunda sıkı gereklilikler getirmektedir: levhaların mikroskobik toz ve yabancı maddelerle kirlenmesini önlemek için üretim tesisleri, Sınıf 10 ila Sınıf 100 temiz oda standartlarını karşılamalıdır; devre kusurlarını önlemek için proses toleransları atomik seviyede kontrol edilmelidir; Aynı zamanda, üretim prosesi yüksek sıcaklık, yüksek basınç ve son derece aşındırıcı koşulları içermekte olup, yardımcı taşıyıcıların, koruyucu malzemelerin ve üretim tesislerinin hava koşullarına karşı dayanıklılığı ve temizliği konusunda son derece yüksek talepler doğurmaktadır.
(2) Paketleme ve Test Etme: Paketleme işlemi öncelikle, üç temel işlevi yerine getiren, koruyucu bir kasaya sahip çıplak talaşlar sağlamak üzere levhaların küp küp kesilmesini, inceltilmesini, yapıştırılmasını, kalıplanmasını ve kurşun lehimlenmesini içerir: fiziksel koruma, devre bağlantısı ve verimli ısı dağıtımı. Test aşaması, levha sonrası üretimden paketleme sonrasına ve paketleme sonrasına kadar tüm süreci kapsar ve levha prob testini, çip performans testini, güvenilirlik testini ve güç tüketimi testini içerir. Uygun olmayan ürünlerin elenmesi için profesyonel ekipmanlar kullanılarak kalite standartlarını karşılayan cipslerin gönderilmesi sağlanır. Yapay zeka çiplerine yönelik test süreci daha karmaşıktır ve daha yüksek hassasiyet gerektirir; Test fikstürlerinin ve taşıyıcı bileşenlerin aşınma direnci, yalıtım özellikleri ve doğruluğu, test verimliliğini ve sonuçların doğruluğunu doğrudan etkiler.
3. Aşağı Akış: Uygulama Dağıtımı
Aşağı yöndeki uygulama katmanı, akıllı bilgi işlem merkezleri, endüstriyel zeka, otonom sürüş, akıllı şehirler, akıllı sağlık hizmetleri ve fintech gibi çok çeşitli senaryoları kapsayan yapay zeka endüstrisinin "değer çıkışı" olarak hizmet ediyor. Yapay zeka çiplerini entegre ederek çeşitli endüstrilerin akıllı dönüşümünü yönlendiriyor. Büyük modellerin bulutta eğitilmesinden uç cihazlar üzerinde çıkarım yapılmasına kadar, bilgi işlem gücüne olan talep katlanarak artıyor ve bu da orta düzey yonga levha üretimi ile paketleme ve test segmentlerinde kapasite genişlemesini ve teknolojik yükseltmeleri daha da artırıyor.
III. Yapay Zekalı Çip İmalatında Plastik ve Karbon Fiber Ürünlerin Uygulamaları
Plaka imalatı ve paketleme/testindeki son derece zorlu çalışma koşulları, yüksek sıcaklık direnci, yüksek yalıtım, korozyon direnci, düşük deformasyon, yüksek saflık, yabancı madde sızıntısının olmaması ve boyutsal stabilite gibi temel kriterleri karşılamak için destekleyici yardımcı malzemeler gerektirir. Geleneksel malzemeler çoğu zaman bu talepleri karşılayamıyor; Taisheng, bu üretim standartlarına uygun, yüksek performanslı plastik ve karbon fiber ürünler sunmaktadır.
1. Plastik Ürünler
(1) Temiz odalar: Monokristal silikon üretiminden entegre devre imalatına ve paketlemeye kadar üretim süreci boyunca tüm işlemler temiz bir ortamda gerçekleştirilir. Temiz oda panelleri genellikle alev geciktirici malzemeler ve kolaylıkla statik elektrik üretmeyen malzemeler kullanır; pencere malzemelerinin de şeffaf olması gerekir. Uygun malzemeler şunları içerir: anti-statik PVC/PP;
(2) CMP Tespit Halkaları: Kimyasal mekanik parlatma (CMP), levha üretiminde kritik bir işlemdir. Silikon plakaları sabitlemek için kullanılan CMP tespit halkaları, plakaların zarar görmesini önlemek için mükemmel aşınma ve korozyon direnci sergilemesi gereken özellikle önemli bileşenlerdir. Uygun malzemeler arasında PPS, PEEK ve diğerleri yer alır;
(3) Gofret Taşıyıcıları: Yaygın gofret taşıyıcıları arasında gofret tekneleri ve taşıma kutuları bulunur. Gofret taşıma ve depolama sırasında ortamın stabilitesi gofret kalitesini önemli ölçüde etkiler. Bu nedenle levha taşıyıcılarının sıcaklık direnci, antistatik özellikler ve düşük gaz çıkışı gibi özelliklere sahip olması gerekir. Uygun malzemeler arasında PP, PEEK, PC, PEI vb. yer alır;
(4) Rulmanlar ve kılavuz raylar gibi bileşenler: Rulmanlar ve kılavuz raylar gibi yarı iletken işleme ekipmanının bileşenleri, geniş bir sıcaklık aralığında (düşük sıcaklıklardan yüksek sıcaklıklara kadar) sürekli çalışma kapasitesine sahip olmalı, düşük aşınma ve düşük sürtünme sergilemeli ve boyutsal stabiliteyi korumalıdır. Yaygın olarak kullanılan malzemeler arasında poliimid (PI) vb. bulunur.
2. Karbon Elyaf
Gofret üretim süreci sırasında, gofretlerin farklı iş istasyonları arasında aktarılması gerekir, bu da gofret çatallarının kullanılmasını gerektirir. Karbon fiber bu çatallar için mükemmel bir malzeme seçimidir. Karbon Fiber, daha istikrarlı bir performans sağlayan bir emprenye ve presleme işlemi kullanır. 6.000 MPa'ya kadar çekme mukavemeti, 780 GPa'yı aşan malzeme modülü, 4 saniye içinde kontrol edilebilen titreşim sönümleme ve hava koşullarına karşı mükemmel dayanıklılık sunar.
Yapay zeka endüstrisinin yüksek kaliteli gelişimi, tüm endüstriyel zincir boyunca koordineli çabalara dayanır ve orta ölçekli levha üretimi ile paketleme ve test bölümleri, endüstrinin büyük ölçekli uygulaması için kilit alanlar arasındadır. HONY PLASTIC, yarı iletken endüstrisine gelişen ihtiyaçlarını karşılayan uygun bileşenleri sağlayarak yüksek performanslı plastik ve karbon fiber ürünlere odaklanmaktadır.
Gofret Üretim Döngüsünde Plastiğin 5 Temel Uygulaması
Yarı iletkenleri tartışırken, çeşitli bilgisayar çiplerinin üretiminin temeli olan levhalar konusu her zaman gündeme gelir. Yarı iletken teknolojisi daha küçük hat genişliklerine, daha yüksek entegrasyona ve daha karmaşık yapılara doğru ilerlemeye devam ettikçe, sürecin "temeli" olan levhalara yönelik kalite gereksinimleri de sürekli artıyor. Bu çerçevede, mükemmel ambalajlama ve taşıma yeteneklerine sahip plastik malzemeler, çeşitli proses adımlarını birbirine bağlamak, kirlenmeyi ve mekanik hasarı azaltmak, temizliği iyileştirmek ve genel verimi artırmak için vazgeçilmez hale geldi. Yarı iletken üretiminde plastiklerin bazı yaygın uygulamalarına bir göz atalım.
1. CMP Tespit Halkaları
Kimyasal mekanik parlatma (CMP), levha yüzeyinin küresel düzlemselleştirilmesini sağlamak için kullanılan levha üretiminde kritik bir işlemdir. Bu işlem sırasında, düzgün bir cilalama sağlamak ve yer değiştirmeyi önlemek, böylece levha yüzeyindeki çizikleri veya kirlenmeyi önlemek için silikon levhanın bir tutma halkası tarafından güvenli bir şekilde yerinde tutulması gerekir. Bu nedenle bu bileşen için seçilen malzemenin aşınma direncine, yüksek boyutsal kararlılığa, iyi kimyasal dirence ve işlenebilirliğe sahip olması gerekir.
Geçmişte, kelepçeleme halkalarının üretiminde yaygın olarak polifenilen sülfür (PPS) kullanılıyordu; ancak polietereterketon (PEEK) ve klorlu polivinil klorür (CPVC), daha yüksek mekanik mukavemetleri, mükemmel boyutsal stabiliteleri ve üstün kimyasal ve aşınma dirençleri nedeniyle üreticiler tarafından giderek daha fazla benimsenmektedir.
2. Gofret Taşıyıcıları
Gofret taşıyıcıları, üretim süreci sırasında gofretleri tutmak, depolamak ve taşımak için kullanılır. Yaygın tipler arasında önden açılan levha taşıyıcıları (FOUP'lar), levha taşıma kutuları (FOSB'ler) ve levha tekneleri bulunur. Depolama, gofret üretim döngüsünün önemli bir bölümünü oluşturur. Bu nedenle, taşıyıcıların temizliği ve antistatik özellikleri bitmiş levhaların kalitesini doğrudan etkilediğinden malzeme seçimi kritik öneme sahiptir.
Plaka taşıyıcılarına yönelik malzemeler, yüksek sıcaklık direnci, yüksek mekanik mukavemet, düşük nem emilimi, antistatik özellikler, düşük gaz çıkışı ve düşük sızıntı gibi gereksinimleri karşılamalıdır. Polieteretherketon (PEEK), perfloroalkoksi reçine (PFA), polipropilen (PP), polietersülfon (PES), polikarbonat (PC) ve polieterimid (PEI) bu gereksinimleri karşılayan yaygın malzemelerdir.
3. Fotoğraf Maskesi Kasetleri
Bir fotomask, fotolitografi sürecinde desen ana görevi görür ve tipik olarak ışığı engellemek için krom kaplama desenli bir kuvars cam alt tabakadan oluşur. Yüzeyindeki herhangi bir parçacık veya çizik, fotolitografik desende kusurlara neden olabilir. Devre desenini fotomasktan fotodirençle kaplanmış bir levhaya doğru bir şekilde aktarmak için fotomaskın temizliğini korumak kritik öneme sahiptir.
Bir saklama ve taşıma kabı olarak bir fotomask kutusu, antistatik özellikler, düşük gaz çıkışı, yüksek sertlik ve aşınma direnci gibi özelliklere sahip olmalıdır. Polietereterketon (PEEK), yüksek sertliği, düşük partikül oluşumu, yüksek temizliği ve antistatik özellikleri nedeniyle fotomask kutuları için mükemmel bir seçimdir. Depolama ve nakliye sırasında buğulanma, sürtünme veya titreşimin neden olduğu fotomaske hasarını etkili bir şekilde önlerken, düşük gaz çıkışı ve düşük iyonik kirlenme ile temiz bir ortam sağlar. Antistatik polikarbonat (PC) da kullanılır, ancak genel performansı PEEK'inkinden biraz daha düşüktür.
4. Gofret Taşıma Araçları
Gofretlerin veya silikon levhaların üretim prosesi sırasında, levhaları kavramak veya hareket ettirmek için levha tutucular ve aynalar gibi aletler kullanılır. Bu aletler levha yüzeyiyle doğrudan temas ettiğinden, cihazın performansını ve verimini olumsuz etkileyebileceği için çizik veya kalıntıların oluşmasını önlemek önemlidir.
Polietereterketon (PEEK), perfloroalkoksi reçine (PFA) ve polipropilen (PP), yüksek ısı direnci, mükemmel aşınma direnci, iyi boyutsal stabilite, düşük gaz çıkış oranları ve son derece düşük nem emilimi nedeniyle levha işleme araçlarının üretiminde yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu malzemeler yüzey sürtünmesini ve parçacık kalıntısını en aza indirerek levha yüzeyinin temizliğini ve bütünlüğünü önemli ölçüde artırır.
5. IC Paketleme Test Soketleri
Test soketleri çipleri test ekipmanına bağlar ve entegre devrelerin işlevselliğini doğrulamak için kullanılır. Farklı entegre devre türleri, ilgili özelliklere sahip test soketleri gerektirir. Malzeme gereksinimleri arasında yüksek boyutsal kararlılık, iyi mekanik dayanım, düşük çapak oluşumu, uzun hizmet ömrü, geniş sıcaklık tolerans aralığı ve iyi işlenebilirlik yer alır.
PEEK, PPS, poliamid imid (PAI), poliimid (PI) ve polieter imid (PEI) gibi mühendislik plastikleri bu alanda yaygın olarak kullanılmaktadır.