Historiquement, les wafers en silicium à partir desquels sont découpées les puces électroniques ont une forme de disque dont il est possible de jouer sur le diamètre pour augmenter le nombre de puces gravées simultanément et réduire les perte sur les bords.
Les plus grands mesurent jusqu'à 300 mm de diamètre et sont utilisés par les fondeurs internationaux pour de grands volumes de production. Mais avec l'essor de l'intelligence artificielle, la demande est tellement forte que les capacités sont mises à rude épreuve.
Quand les wafers 300 mm ne suffisent plus pour les puces IA
Le fondeur TSMC travaille sur de nouveaux formats qui pourraient aboutir à un wafer retangulaire de 510 x 515 mm lui assurant une surface utilisable multipliée par plus de trois par rapport aux wafers circulaires et moins de perte sur les bords.
Selon le Nikkei, les travaux sur ce wafer et les techniques d'assemblage correspondantes, sans parler des équipements nécessaires, n'en seraient qu'à leurs débuts et il ne faudrait donc pas s'attendre à voir cette innovation avant plusieurs années.
Les wafers 300 mm (ou wafers 12 pouces) sont en service depuis 2002 et ont pu absorber l'augmentation régulière de la demande jusqu'à présent mais l'industrie arrive aux limites de ce qu'il est possible d'en faire.
Accorder wafer, CoWoS et composants IA
La taille grandissante des puces IA implique des techniques d'empilement des puces avancées comme le CoWoS (Chip-on-Wafer-on-Substrate) qui est une spécialité de TSMC, utilisée par exemple dans la production du composant Nvidia B200 avec architecture Blackwell.
Un wafer de 300 mm ne peut accueillir que 16 composants B200 (dont certains pourront être défectueux, en fonction du rendement) ou 29 composants H100 / H200 de génération précédente.
Les fondeurs vont donc logiquement chercher à augmenter le nombre de composants pouvant être produits sur les wafers mais cela demande d'importants investissements et de nouveaux équipements, alors qu'il est plus simple jusqu'à présent de faire évoluer les techniques de gravure tout en conservant les mêmes outils de production.
