Obecnie dwiema wiodącymi firmami w światowej branży odlewnictwa układów scalonych są, w kolejności, TSMC i Samsung Foundry. Obie firmy zaczęły stosować technologię litografii w ekstremalnym ultrafiolecie (EUV) do produkcji układów scalonych od 2019 roku, torując drogę dla węzłów poniżej 7 nm.
Mówiąc prościej, im mniejszy proces, tym mniejsze tranzystory na chipie, tym większa wydajność przetwarzania i oszczędność energii, więc wyścig w kierunku mniejszych węzłów jest powszechnym wyścigiem wiodących światowych gigantów branży półprzewodników.
Mniejsze tranzystory pozwalają na większą gęstość na tej samej powierzchni; a nowoczesne chipy mogą zawierać dziesiątki miliardów tranzystorów (na przykład 3-nanometrowy A17 Pro ma ich 20 miliardów na chipie), a odstępy między nimi muszą być niezwykle cienkie. Właśnie tutaj pojawiają się maszyny litograficzne EUV. Na świecie produkuje je tylko jedna firma: holenderski ASML.
Nowa generacja litografii w ekstremalnym ultrafiolecie, znana jako EUV o wysokiej NA, jest już dostępna. Firma Intel, która obiecała odzyskać od TSMC i Samsung Foundry pozycję lidera w dziedzinie węzłów procesowych do 2025 roku, jako pierwsza zakupiła nową maszynę EUV o wysokiej NA o wartości 400 milionów dolarów, która zwiększa aperturę numeryczną z 0,33 do 0,55. (Apertura numeryczna to zdolność zbierania światła przez system soczewek i jest często wykorzystywana do oceny rozdzielczości, jaką może osiągnąć układ optyczny).
Maszyna litograficzna EUV o wysokiej NA montowana w Oregonie w USA. (Zdjęcie: Intel)
Dzięki temu maszyna jest w stanie wytrawiać 1,7 raza mniejsze detale półprzewodnikowe i zwiększyć gęstość tranzystorów w układzie scalonym o 2,9 raza.
Pierwsza generacja technologii EUV pomogła odlewniom w przejściu na proces technologiczny 7 nm, a bardziej zaawansowane maszyny EUV o wysokiej wartości NA przeniosą produkcję chipów do procesu technologicznego 1 nm, a nawet niżej. ASML twierdzi, że wyższa wartość NA wynosząca 0,55 w maszynach nowej generacji pomaga nowym urządzeniom przewyższyć maszyny EUV pierwszej generacji.
Mówi się, że Intel ma 11 maszyn EUV o wysokiej NA, a pierwsza ma zostać ukończona w 2025 roku. Tymczasem TSMC planuje wykorzystać nowe maszyny w 2028 roku z węzłem procesowym 1,4 nm lub w 2030 roku z węzłem procesowym 1 nm. TSMC z kolei będzie nadal wykorzystywać swoje stare maszyny EUV do produkcji układów scalonych w procesie 2 nm w przyszłym roku. Dzięki technologii EUV o wysokiej NA, Intel ma nadzieję dogonić TSMC i Samsunga w segmencie najbardziej zaawansowanych odlewni chipów.
Jednak Intel nadal boryka się z niską produkcją, stratami finansowymi i spadkiem ceny akcji, który tak bardzo załamał firmę, że wypadła z indeksu Dow Industrial Average, listy 30 najpotężniejszych spółek na amerykańskim rynku akcji. Sytuacja Intela jest na tyle zła, że zlecił on produkcję układów scalonych w technologii 3 nm i wyższej firmie TSMC.
Jako wiodąca chińska odlewnia układów scalonych i trzecia co do wielkości na świecie po TSMC i Samsung Foundry, SMIC nie mogła nawet kupić maszyn litograficznych EUV pierwszej generacji z powodu sankcji USA. Zamiast tego była zmuszona korzystać ze starszych maszyn litograficznych DUV (Deep Ultraviolet), które miały problemy z produkcją układów scalonych w procesie poniżej 7 nm.
Źródło






Komentarz (0)