ব্লগের বিস্তারিত

প্রশ্নটা সহজ মনে হচ্ছে: একক 2 এনএম চিপ থেকে কতটি 2 এনএম চিপ তৈরি করা যায়৩০০ মিমি সিলিকন ওয়েফার?
প্রকৃতপক্ষে, উত্তরটি আধুনিক অর্ধপরিবাহী উত্পাদন সম্পর্কে একটি একক সংখ্যার চেয়ে অনেক বেশি প্রকাশ করে। এটি জ্যামিতি, ফলন পরিসংখ্যান, নকশা সমঝোতা,এবং উন্নত প্রক্রিয়াগুলির শারীরিক সীমা.

এই নিবন্ধটি একটি বাস্তবসম্মত, প্রকৌশল-ভিত্তিক গণনা উপস্থাপন করে, যা একটি অর্ধপরিবাহী কারখানা থেকে প্রকৃতপক্ষে যা ছেড়ে যায় তা থেকে তাত্ত্বিক সর্বোচ্চগুলি পৃথক করে।

1২ এনএম আসলে কী বোঝায়?

এর নাম সত্ত্বেও, ২ এনএম প্রযুক্তির নোড একটি আক্ষরিক শারীরিক মাত্রা প্রতিনিধিত্ব করে না। আধুনিক নোডগুলি ব্র্যান্ডিং কনভেনশন যা ট্রানজিস্টরের ঘনত্ব, কর্মক্ষমতা,প্রকৃত গেট দৈর্ঘ্যের পরিবর্তে শক্তি দক্ষতা.

একটি সাধারণ ২ এনএম-শ্রেণীর প্রক্রিয়াতে গেট-অল-আরাউন্ড বা ন্যানোশিট ট্রানজিস্টর, কার্যকর গেট দৈর্ঘ্য কয়েক ডজন ন্যানোমিটার এবং চরম অতিবেগুনী লিথোগ্রাফির ব্যাপক ব্যবহার অন্তর্ভুক্ত রয়েছে।ফলস্বরূপ, ডায়ের এলাকা, নোড লেবেল নয়, একটি ওয়েফারে কতটি চিপ ফিট হয় তা নির্ধারণের প্রাথমিক কারণ।

2. 300 মিমি ওয়েফারের ব্যবহারযোগ্য এলাকা

একটি স্ট্যান্ডার্ড 300 মিমি ওয়েফারের ব্যাসার্ধ 150 মিমি, যা মোট জ্যামিতিক এলাকা প্রায় 70,685 মিমি দেয়। তবে, এই এলাকার সমস্ত ব্যবহারযোগ্য নয়।

প্রান্ত বাদ দেওয়া, লেখকের লাইন, এবং প্রক্রিয়া নিয়ন্ত্রণ অঞ্চল কার্যকর এলাকা হ্রাস করে। বাস্তব উত্পাদন পরিবেশে, প্রায় 94 থেকে 96 শতাংশ ওয়েফার ব্যবহার করা যেতে পারে, প্রায় 66,000 থেকে 68,500 অবশিষ্ট,000 মিমি2 মেশিনের জন্য উপলব্ধ.

3. ডাই সাইজঃ মূল পরিবর্তনশীল

2 এনএম নোডে, অ্যাপ্লিকেশনটির উপর নির্ভর করে ডাইয়ের আকার ব্যাপকভাবে পরিবর্তিত হয়।

উচ্চ পারফরম্যান্স মোবাইল প্রসেসর সাধারণত প্রায় 80 থেকে 120 মিমি দখল করে। লজিক চিপলেটগুলি অনেক ছোট, প্রায়শই 25 থেকে 40 মিমি 2 এর মধ্যে থাকে। বিপরীতে, বড় এআই ত্বরান্বিতকারী,300 মিমি2 অতিক্রম করতে পারে এবং কখনও কখনও 500 মিমি2 বা তার বেশি কাছাকাছি যেতে পারে.

এই পার্থক্যগুলি চিপ গণনার ফলাফলকে প্রভাবিত করে।

4দৃশ্যকল্প A: মোবাইল-ক্লাস 2 এনএম SoC

একটি মোবাইল সিস্টেম-অন-চিপ বিবেচনা করুন যার ডাই এলাকা প্রায় 100 মিমি 2।

ডায়ের আকারের দ্বারা ব্যবহারযোগ্য ওয়েফার এলাকা ভাগ করা মোটামুটি 680 ডাই দেয়। ওয়েফারের জ্যামিতি এবং প্রান্তের ক্ষতির অ্যাকাউন্টিংয়ের পরে, মোট ডাই সংখ্যা সাধারণত প্রায় 600 ′′ 630 এ পড়ে।

ফলন তখন নির্ধারণকারী ফ্যাক্টর হয়ে ওঠে। বড় অ্যাডভান্সড নোড এসওসিগুলির জন্য, প্রক্রিয়াটি পরিপক্ক হওয়ার পরে বাস্তবসম্মত ফলন প্রায়শই 70 থেকে 80 শতাংশের মধ্যে থাকে।

এর ফলে প্রতি ওয়েফারে প্রায় ৪২০ থেকে ৫০০ সম্পূর্ণ কার্যকরী চিপ পাওয়া যায়।

5দৃশ্যকল্প বি: চিপলেট-ভিত্তিক নকশা

চিপলেট আর্কিটেকচারগুলি নাটকীয়ভাবে ওয়েফারের দক্ষতা উন্নত করে।

একটি 30 মিমি 2 লজিক চিপলেট জন্য, একই ওয়েফার তত্ত্বগতভাবে 2,200 টিরও বেশি ডাইকে সামঞ্জস্য করতে পারে। জ্যামিতিক ক্ষতির পরে, প্রায় 2,000 থেকে 2,100 মোট ডাই অবশিষ্ট থাকে।

কারণ ছোট মোলগুলি ত্রুটির প্রতি কম সংবেদনশীল, ফলন সাধারণত ৯০ থেকে ৯৫ শতাংশে পৌঁছে যায়।

এটি প্রতি ওয়েফারে প্রায় ১,৮০০ থেকে ২,০০০ ভাল চিপলেট উত্পাদন করে, যা ব্যাখ্যা করে যে কেন চিপলেট-ভিত্তিক কৌশলগুলি উন্নত নোডে প্রভাবশালী হয়ে উঠছে।

6দৃশ্যকল্প সিঃ বড় এআই কম্পিউটারের মৃত্যু

বড় এআই প্রসেসরগুলি ওয়েফারের অর্থনীতিকে সীমাবদ্ধতায় নিয়ে যায়।

500 মিমি 2 এর ডায়ের আকারের সাথে, একটি ওয়েফার কেবল প্রান্তের ক্ষতির পরে প্রায় 110 থেকে 120 গ্রোড ডায়ের মধ্যে ফিট করতে পারে। 2 এনএম এ এই জাতীয় বড় ডায়ের জন্য প্রাথমিক ফলন 40 থেকে 60 শতাংশের মধ্যে পড়তে পারে।

ফলস্বরূপ, একটি একক ওয়েফার থেকে কেবলমাত্র 45 থেকে 70 টি ব্যবহারযোগ্য চিপ প্রাপ্ত করা যেতে পারে, যা উন্নত এআই হার্ডওয়্যারের উচ্চ ব্যয়ে সরাসরি অবদান রাখে।

7ত্রুটি ঘনত্বের ভূমিকা

ফলনটি ত্রুটি ঘনত্বের সাথে ঘনিষ্ঠভাবে সম্পর্কিত। একটি সরলীকৃত ফলন মডেল দেখায় যে ফলনটি ডাই এলাকার বৃদ্ধির সাথে হ্রাস পায়।

এমনকি খুব কম ত্রুটি ঘনত্বও বড় মুরুর উপর উল্লেখযোগ্যভাবে প্রভাব ফেলতে পারে। উন্নত নোডগুলিতে, একটি চিপের চূড়ান্ত মূল্য নির্ধারণের ক্ষেত্রে প্রভাবশালী কারণ হিসাবে ফলন প্রায়শই ওয়েফারের ব্যয়কে ছাড়িয়ে যায়।

8. কেন সর্বোচ্চ চিপ সংখ্যা বিভ্রান্তিকর

বিশুদ্ধ জ্যামিতিক গণনা বাস্তব বিশ্বের অনেক কারণকে উপেক্ষা করে, যার মধ্যে রয়েছে স্ক্রিপ্ট লাইন, টেস্ট স্ট্রাকচার, রিডান্ডান্সি সার্কিট এবং পারফরম্যান্স বাইনিং।

একই ওয়েফার থেকে তৈরি চিপগুলি গতি, শক্তি খরচ এবং ভোল্টেজ সহনশীলতার দিক থেকে পৃথক হতে পারে। এর মধ্যে কেবলমাত্র একটি অংশই শীর্ষ স্তরের পণ্যগুলির জন্য যোগ্য।

9এক নজরে বাস্তবসম্মত ফলাফল

২ এনএম নোডে ৩০০ মিমি ওয়েফারের জন্য, বাস্তবসম্মত ফলাফল প্রায়ঃ

• বড় এআই প্রসেসরগুলির জন্য 45 থেকে 70 ভাল ডাই

• ৪২০ থেকে ৫০০ ভাল মেই মোবাইল SoCs এর জন্য

• 1৮০০ থেকে ২০০০ ভালো লজিকাল চিপলেট

এই সংখ্যাগুলি তাত্ত্বিক সীমাবদ্ধতার পরিবর্তে উত্পাদন বাস্তবতা প্রতিফলিত করে।

10সংখ্যার বাইরে তাকানো

২ এনএম নোডে, অগ্রগতি কেবলমাত্র সঙ্কুচিত বৈশিষ্ট্য দ্বারা চালিত হয় না। এটি উপাদানগুলির গুণমান, ওয়েফারের সমতলতা, ত্রুটি নিয়ন্ত্রণ এবং উন্নত প্যাকেজিং কৌশলগুলির উপর নির্ভর করে।

আরো অর্থপূর্ণ প্রশ্ন এখন আর এই নয় যে, একটি ওয়েফারে কতটি চিপ লাগবে, কিন্তু কতটি উচ্চ-কার্যকারিতা, নির্ভরযোগ্য,এবং অর্থনৈতিকভাবে কার্যকর চিপগুলি পুরো উত্পাদন প্রক্রিয়া থেকে বেঁচে থাকতে পারে.