Momenteel zijn TSMC en Samsung Foundry de twee toonaangevende namen in de wereldwijde chipfabricage-industrie. Beide bedrijven zijn in 2019 begonnen met het toepassen van extreem ultraviolette (EUV) lithografietechnologie voor chipproductie, waarmee de weg werd vrijgemaakt voor nodes kleiner dan 7 nm.
Simpel gezegd: hoe kleiner het productieproces, hoe kleiner de transistors op de chip, wat resulteert in een hogere rekenkracht en energie-efficiëntie. Daarom is de race naar kleinere productieprocessen een veelvoorkomende concurrentiestrijd tussen 's werelds toonaangevende halfgeleiderfabrikanten.
Kleinere transistors verhogen de dichtheid binnen hetzelfde oppervlak; en moderne chips kunnen tientallen miljarden transistors bevatten (de 3nm A17 Pro heeft bijvoorbeeld tot wel 20 miljard transistors per chip), met bovendien een extreem kleine tussenruimte. Dit is waar EUV-lithografie van belang wordt. Deze machine wordt wereldwijd door slechts één bedrijf geproduceerd: ASML uit Nederland.
De volgende generatie extreem ultravioletlithografie, ofwel high EUV NA, is in productie genomen. Intel, dat heeft beloofd de leidende positie in de procestechnologie tegen 2025 terug te winnen van TSMC en Samsung Foundry, was de eerste die de nieuwe high EUV NA-machine van 400 miljoen dollar aanschafte, waarmee de numerieke apertuur (NA) werd verhoogd van 0,33 naar 0,55. (NA is het lichtverzamelend vermogen van een lenssysteem en wordt vaak gebruikt om de haalbare resolutie van een optisch systeem te beoordelen).
In Oregon, VS, wordt een EUV-lithografiemachine met hoge numerieke apertuur (NA) geassembleerd. (Foto: Intel)
Hierdoor kan de etsmachine halfgeleiderdetails graveren die 1,7 keer kleiner zijn en wordt de transistordichtheid van de chip met een factor 2,9 verhoogd.
De eerste generatie EUV-machines hielp gieterijen bij het realiseren van de 7 nm-node, en geavanceerdere EUV-machines met een hoge NA zullen de chipfabricage naar de 1 nm-procesnode en zelfs lager brengen. ASML stelt dat de hogere NA van 0,55 op de volgende generatie machines een factor is die ervoor zorgt dat de nieuwe apparatuur beter presteert dan de eerste generatie EUV-machines.
Intel is naar verluidt van plan om 11 EUV-machines met een hoge numerieke apertuur (NA) aan te schaffen, waarvan de eerste in 2025 gereed zal zijn. TSMC is van plan om zijn nieuwe machines in 2028 te gebruiken met een 1,4 nm-procestechnologie of in 2030 met een 1 nm-procestechnologie. TSMC zal echter zijn oudere EUV-machines blijven gebruiken om volgend jaar 2 nm-chips te produceren. Met EUV met een hoge NA wil Intel de achterstand op TSMC en Samsung inhalen in de meest geavanceerde chipfabricagesector.
Intel kampt echter nog steeds met een lage productie, financiële verliezen en een aandelenkoers die zo sterk is gedaald dat het bedrijf uit de Dow Industrial Index is verwijderd, de index die de 30 sterkste aandelen op de Amerikaanse aandelenmarkt omvat. De situatie is zo nijpend voor Intel dat het de productie van 3nm-chips en grotere chips moet uitbesteden aan TSMC.
Als China's grootste chipfabrikant en de op twee na grootste ter wereld na TSMC en Samsung Foundry, mocht SMIC door Amerikaanse sancties niet eens machines voor EUV-lithografie van de eerste generatie aanschaffen. In plaats daarvan werden ze gedwongen om nog oudere DUV-lithografiemachines (Deep Ultraviolet) te gebruiken, waarmee ze moeite hadden om chips met een sub-7 nm-node te produceren.
Bron
Reactie (0)