ASML verkoopt 1nm chip-etsapparatuur zonder 2nm-chips

De twee grootste namen in de wereldwijde chipgieterij-industrie zijn momenteel, in volgorde, TSMC en Samsung Foundry. Beide zijn sinds 2019 begonnen met het toepassen van extreme ultraviolet (EUV) lithografietechnologie op chipproductie, wat de weg vrijmaakte voor knooppunten kleiner dan 7 nm.

Simpel gezegd: hoe kleiner het proces, hoe kleiner de transistoren op de chip, hoe hoger de verwerkingscapaciteit en de energiebesparing. De race naar kleinere knooppunten is dus een veelvoorkomende race voor 's werelds grootste halfgeleidergiganten.

Kleinere transistors maken een hogere dichtheid op hetzelfde oppervlak mogelijk; en moderne chips kunnen tientallen miljarden transistors bevatten (de 3nm A17 Pro heeft er bijvoorbeeld 20 miljard op een chip), en de afstand ertussen moet ongelooflijk klein zijn. Dit is waar EUV-lithografiemachines van pas komen. Er is maar één bedrijf ter wereld dat ze maakt: het Nederlandse ASML.

De volgende generatie extreem-ultravioletlithografie, bekend als high-NA EUV, is nu leverbaar. Intel, dat beloofd heeft de leiding over procesknooppunten terug te winnen van TSMC en Samsung Foundry in 2025, was de eerste die een nieuwe high-NA EUV-machine van $ 400 miljoen kocht, waarmee de numerieke apertuur wordt verhoogd van 0,33 naar 0,55. (NA is het lichtopvangend vermogen van een lenssysteem en wordt vaak gebruikt om de resolutie te evalueren die een optisch systeem kan bereiken.)

Een EUV-lithografiemachine met hoge NA wordt geassembleerd in Oregon, VS. (Foto: Intel)

Hierdoor kan de machine halfgeleiderdetails 1,7 keer kleiner etsen en de transistordichtheid van de chip met 2,9 keer vergroten.

De eerste generatie EUV hielp gieterijen de stap naar de 7 nm-node te maken, en geavanceerdere EUV-machines met een hoge NA zullen de chipproductie naar de 1 nm-procesnode en zelfs lager brengen. ASML zegt dat de hogere NA van 0,55 op de volgende generatie machines ervoor zorgt dat de nieuwe apparatuur beter presteert dan de eerste generatie EUV-machines.

Intel zou over elf high-NA EUV-machines beschikken, waarvan de eerste naar verwachting in 2025 klaar zal zijn. TSMC is van plan om in 2028 nieuwe machines met een 1,4nm-procesnode in gebruik te nemen, of in 2030 met een 1nm-procesnode. TSMC zal daarentegen volgend jaar zijn oude EUV-machines blijven gebruiken om 2nm-chips te produceren. Met high-NA EUV hoopt Intel TSMC en Samsung in te halen in het meest geavanceerde chipgieterijsegment.

Maar Intel kampt nog steeds met een lage productie, financiële verliezen en een aandelenkoers die zo sterk is gedaald dat het bedrijf is verwijderd van de Dow Industrial Average, een lijst met de 30 sterkste aandelen op de Amerikaanse beurs. De situatie is zo slecht voor Intel dat het de chipproductie voor 3nm en hoger heeft uitbesteed aan TSMC.

Als grootste chipfabrikant van China en na TSMC en Samsung Foundry de derde grootste ter wereld, mocht SMIC vanwege Amerikaanse sancties niet eens eerste-generatie EUV-lithografiemachines kopen. In plaats daarvan werd het gedwongen om nog oudere Deep Ultraviolet (DUV)-lithografiemachines te gebruiken, die moeite hadden met het produceren van chips op de sub-7nm-node.

Quartz (Bron: Phone Arena)

Bron