अभी तक कोई 2nm चिप्स नहीं, ASML 1nm चिप एचिंग उपकरण बेचता है

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वर्तमान में, दुनिया के चिप फाउंड्री उद्योग में दो अग्रणी नाम क्रमशः TSMC और Samsung Foundry हैं। दोनों ने 2019 से चिप उत्पादन में एक्सट्रीम अल्ट्रावॉयलेट (EUV) लिथोग्राफी तकनीक का उपयोग शुरू किया है, जिससे 7 नैनोमीटर से नीचे के नोड्स के लिए रास्ता साफ हो गया है।

सरल शब्दों में कहें तो, प्रक्रिया जितनी छोटी होगी, चिप पर ट्रांजिस्टर उतने ही छोटे होंगे, प्रसंस्करण क्षमता और ऊर्जा बचत उतनी ही अधिक होगी, इसलिए छोटे नोड्स की दौड़ दुनिया की अग्रणी अर्धचालक दिग्गजों की एक आम दौड़ है।

छोटे ट्रांजिस्टर एक ही क्षेत्र में ज़्यादा घनत्व प्रदान करते हैं; और आधुनिक चिप्स में अरबों ट्रांजिस्टर हो सकते हैं (उदाहरण के लिए, 3nm A17 Pro में एक चिप पर 20 अरब ट्रांजिस्टर होते हैं), और उनके बीच का अंतराल अविश्वसनीय रूप से पतला होना चाहिए। यहीं पर EUV लिथोग्राफी मशीनें काम आती हैं। दुनिया में सिर्फ़ एक ही कंपनी है जो इन्हें बनाती है, नीदरलैंड की ASML।

अगली पीढ़ी के एक्सट्रीम अल्ट्रावॉयलेट लिथोग्राफी, या हाई-एनए ईयूवी, की शिपिंग शुरू हो गई है। इंटेल, जिसने 2025 तक टीएसएमसी और सैमसंग फाउंड्री से प्रोसेस नोड लीड वापस पाने का वादा किया है, 400 मिलियन डॉलर की नई हाई-एनए ईयूवी मशीन खरीदने वाली पहली कंपनी थी, जो संख्यात्मक एपर्चर को 0.33 से बढ़ाकर 0.55 कर देगी। (एनए एक लेंस सिस्टम की प्रकाश-संग्रहण क्षमता है और इसका उपयोग अक्सर किसी ऑप्टिकल सिस्टम द्वारा प्राप्त किए जा सकने वाले रेज़ोल्यूशन का मूल्यांकन करने के लिए किया जाता है।)

अमेरिका के ओरेगन में एक उच्च-एनए ईयूवी लिथोग्राफी मशीन को असेंबल किया जा रहा है। (फोटो: इंटेल)

इससे मशीन अर्धचालक विवरण को 1.7 गुना छोटा कर सकती है तथा चिप के ट्रांजिस्टर घनत्व को 2.9 गुना बढ़ा सकती है।

पहली पीढ़ी के EUV ने फाउंड्रीज़ को 7nm नोड में प्रवेश करने में मदद की, और अधिक उन्नत उच्च-NA EUV मशीनें चिप उत्पादन को 1nm प्रोसेस नोड और उससे भी नीचे ले जाएँगी। ASML का कहना है कि अगली पीढ़ी की मशीनों पर 0.55 का उच्च NA, नए उपकरणों को पहली पीढ़ी की EUV मशीनों से बेहतर प्रदर्शन करने में मदद करता है।

इंटेल के पास 11 हाई-एनए ईयूवी मशीनें होने की बात कही जा रही है, जिनमें से पहली 2025 में पूरी होने की उम्मीद है। इस बीच, टीएसएमसी की योजना 2028 में 1.4एनएम प्रोसेस नोड वाली नई मशीनों या 2030 में 1एनएम प्रोसेस नोड वाली मशीनों का इस्तेमाल करने की है। टीएसएमसी अगले साल 2एनएम चिप्स बनाने के लिए अपनी पुरानी ईयूवी मशीनों का इस्तेमाल जारी रखेगी। हाई-एनए ईयूवी के साथ, इंटेल को सबसे उन्नत फाउंड्री सेगमेंट में टीएसएमसी और सैमसंग के साथ बराबरी करने की उम्मीद है।

लेकिन इंटेल अभी भी कम उत्पादन, वित्तीय घाटे और अपने शेयर मूल्य में इतनी गिरावट का सामना कर रहा है कि उसे अमेरिकी शेयर बाजार के 30 सबसे शक्तिशाली शेयरों के डॉव इंडस्ट्रियल्स सूचकांक से हटा दिया गया है। इंटेल के लिए हालात इतने खराब हैं कि उसने 3nm और उससे ऊपर की चिप निर्माण क्षमता वाले उपकरणों का काम TSMC को आउटसोर्स कर दिया है।

चीन की अग्रणी और TSMC तथा सैमसंग फाउंड्री के बाद दुनिया की तीसरी सबसे बड़ी फाउंड्री होने के नाते, SMIC को अमेरिकी प्रतिबंधों के कारण पहली पीढ़ी की EUV लिथोग्राफी मशीनें खरीदने की भी अनुमति नहीं थी। इसके बजाय, उसे और भी पुरानी डीप अल्ट्रावायलेट (DUV) लिथोग्राफी मशीनों का इस्तेमाल करना पड़ा, जो सब-7nm नोड चिप्स बनाने में संघर्ष कर रही थीं।

क्वार्ट्ज़ (स्रोत: फ़ोन एरीना)

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