Tegenwoordig wordt de race om AI-computerkracht heviger. Van de triljoenen-parametermodeltraining van ChatGPT tot de rijen computerclusters die dag en nacht in datacenters draaien, we zijn vaak verbaasd over de doorbraken van AI in het 'sneller en sterker' zijn, terwijl we een fataal probleem negeren: naarmate de rekenkracht verdubbelt, verdubbelen ook het energieverbruik en de warmte.
Traditionele op silicium-gebaseerde chips hebben al lang hun fysieke grenzen bereikt en kunnen eenvoudigweg niet omgaan met de explosieve vraag van AI naar rekenkracht. Siliciumcarbide (SiC)-een kernmateriaal van halfgeleiders van de derde-generatie-ontwart stilletjes de 'strakke knoop' van AI, die bestaat uit grote rekenkracht, een hoog energieverbruik en uitdagingen op het gebied van warmteafvoer, en wordt een 'onbezongen held' die de snelle vooruitgang van de AI-industrie ondersteunt.
AI stelt extreem hoge eisen aan materialen: snelle warmteafvoer, laag energieverbruik, klein formaat en hoge temperatuurbestendigheid. Siliciumcarbide is praktisch een ‘droommateriaal’ dat op maat is gemaakt voor AI.
Uitstekende warmteafvoer
De thermische geleidbaarheid van SiC is ongeveer drie keer die van silicium. Onder dezelfde omstandigheden voor warmteafvoer voert het de warmte veel sneller af, wat resulteert in uitstekende koelprestaties. Als gevolg hiervan kunnen SiC-apparaten stabiel werken bij hogere omgevingstemperaturen, theoretisch tot een junctietemperatuur van 175 graden. Dit verbetert niet alleen de betrouwbaarheid en stabiliteit van het apparaat, maar vermindert ook de afhankelijkheid van koelsystemen, waardoor de systeemkosten en -grootte worden verlaagd. Bij toepassingen met hoog vermogen is warmte de 'vijand nummer één'. SiC verwijdert snel de grote hoeveelheid warmte die door AI-chips wordt gegenereerd tijdens het gebruik, waardoor oververhitting, throttling of schade wordt voorkomen-en daarmee het kernprobleem met warmteafvoer in datacenters wordt opgelost.
Ultralaag stroomverbruik
Tijdens het uitschakelen hebben SiC-apparaten geen stroomstaart, wat resulteert in lage schakelverliezen. Bovendien kan hun praktische schakelfrequentie tot tien keer hoger zijn dan die van siliciumapparaten, waardoor een snellere systeemreactie en hogere regelprecisie mogelijk zijn-wat aanzienlijke voordelen biedt bij hoogfrequente toepassingen. Dit verbetert de efficiëntie van AI-voedingssystemen aanzienlijk, waardoor datacenters de elektriciteitskosten kunnen verlagen en zich kunnen afstemmen op de ‘dual carbon’-doelstellingen.
Klein formaat
De elektrische veldsterkte van SiC is tien maal die van silicium. De hogere werkfrequentie verkleint ook aanzienlijk de grootte van magnetische componenten zoals transformatoren en inductoren in circuits, waardoor vermogenselektronica kleiner en lichter wordt. Dit past perfect bij de stapeling van AI-chips met hoge dichtheid en de "kleine en draagbare" vereisten van edge-AI-apparaten.
Uitstekende stabiliteit
Siliciumcarbide heeft een extreem hoge thermische stabiliteit en kan langdurig betrouwbaar werken bij temperaturen boven de 200 graden of zelfs hoger. Het presteert stabiel in extreme omgevingen zoals datacenters en industriële omgevingen, waardoor uitval van apparatuur wordt verminderd.