Maszyna warta 400 milionów dolarów, która kształtuje przyszłość branży układów scalonych

Za pilnie strzeżonymi drzwiami ogromnego laboratorium w Holandii, gigantyczna maszyna po cichu zmienia przyszłość globalnego przemysłu półprzewodników. To High NA, najnowsza generacja sprzętu litograficznego EUV, rozwijana przez ASML od prawie dekady. Kosztująca ponad 400 milionów dolarów , jest to najnowocześniejsza i najdroższa maszyna do produkcji układów scalonych, jaką kiedykolwiek zbudowano.

High NA to skrót od High Numerical Aperture (wysoka apertura numeryczna). Ta maszyna stanowi rewolucyjny krok naprzód w litografii EUV, która pomogła branży układów scalonych zmniejszyć komponenty elektroniczne do skali nano.

CNBC miała wyjątkową okazję odwiedzić laboratorium ASML w Veldhoven w kwietniu. To był pierwszy raz, kiedy High NA zostało sfilmowane, a nawet wewnętrzny zespół ASML nigdy wcześniej nie widział tej maszyny.

Technologia przyszłości

Według głównej inżynier Assii Haddou, maszyna High NA jest „większa niż piętrowy autobus”. Urządzenie składa się z czterech modułów, produkowanych w fabrykach w Connecticut, Kalifornii (USA), Niemczech i Holandii. Po montażu i testach w Holandii, maszyna jest demontowana i wysyłana do klientów.

Do przeprowadzenia tego procesu potrzebnych będzie co najmniej siedem samolotów Boeing 747 lub 25 ciężarówek. Pierwszy z nich zostanie zainstalowany komercyjnie w fabryce firmy Intel w Oregonie w USA w 2024 roku.

Maszyna High NA jest gigantyczna. Zdjęcie: CNBC .

ASML jest jedyną firmą na świecie , która jest w stanie produkować urządzenia do litografii EUV. Technologia ta umożliwia projekcję niezwykle małych projektów chipów na wafle krzemowe, co jest kluczowym procesem w produkcji zaawansowanych chipów. Wiodące firmy, takie jak Apple, Nvidia, AMD, a także główni producenci chipów, tacy jak TSMC, Samsung i Intel, polegają na ASML w tworzeniu swoich produktów.

Ponadto firma z siedzibą w Holandii potwierdziła, że wszyscy jej obecni klienci, w tym Micron, SK Hynix i Rap, stopniowo przejdą na High NA.

Oprócz wyższej precyzji, technologia High NA pomaga również zwiększyć wydajność i obniżyć koszty produkcji układów scalonych. Firma Intel twierdzi, że wykorzystała to urządzenie do wyprodukowania około 30 000 płytek krzemowych i może pochwalić się dwukrotnie wyższą niezawodnością niż poprzednia generacja EUV. Samsung twierdzi, że urządzenie skróciło czas cyklu produkcyjnego o 60%. Według Daniela Newmana z The Futurum Group, technologia ASML całkowicie zdominowała rynek litografii układów scalonych.

„Prawo Moore’a mówi, że musimy stale obniżać koszty. Panuje przekonanie, że obniżając koszty, tworzymy więcej możliwości, dlatego musimy być częścią tej gry” – wyjaśnił Christophe Fouquet, prezes ASML.

Ryzykowna inwestycja

High NA nadal wykorzystuje tę samą wiązkę EUV, co poprzednie generacje, ale kluczową różnicą jest większa apertura obiektywu. Pozwala to urządzeniu przechwytywać więcej światła pod ostrymi kątami, umożliwiając wytrawianie mniejszych wzorów na waflu w mniejszej liczbie kroków. Według Josa Benschopa, wiceprezesa wykonawczego ds. technologii w ASML, przynosi to dwie kluczowe korzyści: miniaturyzację i zwiększoną wydajność.

„Wysoka wartość NA przyniesie dwie korzyści. Po pierwsze i najważniejsze, miniaturyzację. Po drugie, unikając tworzenia wielu próbek, można je wytwarzać szybciej i z większą wydajnością” – mówi Jos Benschop.

Benschop, który dołączył do ASML w 1997 r., odegrał kluczową rolę w podjęciu decyzji o zainwestowaniu w technologię EUV, decyzji, którą wielu w tamtym czasie uważało za lekkomyślną.

Jos Benschop (po prawej) dzieli się wizją ASML. Zdjęcie: CNBC .

„Ledwo nam się udało. Myślę, że ludzie czasami o tym zapominają. To była bardzo ryzykowna inwestycja, ponieważ kiedy zaczynaliśmy, nie było gwarancji, że technologia zadziała” – dodał prezes Fouquet.

W 2018 roku ASML zademonstrował wykonalność technologii EUV, torując drogę do zamówień na dużą skalę. Technologia ta działa poprzez wystrzeliwanie 50 000 kropel cyny na sekundę za pomocą silnego lasera, tworząc plazmę emitującą światło EUV o długości fali zaledwie 13,5 nanometra.

Aby system działał, cały proces musi odbywać się w środowisku próżni, ponieważ promieniowanie EUV jest pochłaniane przez całą materię. Ponadto, specjalne lustra niemieckiej firmy Zeiss odgrywają ważną rolę w kierowaniu światłem.

Wpływ geopolityczny

Pomimo sławy technologii EUV, ASML nadal generuje większość przychodów z maszyn DUV poprzedniej generacji. W 2024 roku firma sprzedała 44 maszyny EUV i 374 maszyny DUV. Chiny są największym odbiorcą tych maszyn, odpowiadając za 49% przychodów w drugim kwartale 2024 roku.

Jednak z powodu zakazu eksportu wprowadzonego przez USA, ASML nie może kontynuować sprzedaży pojazdów EUV do Chin. Pan Fouquet powiedział, że chińska działalność powróci do poziomu sprzed normalizacji, generując 20–25% przychodów producenta do 2025 roku.

ASML zatrudnia obecnie ponad 44 000 pracowników na całym świecie, z czego 8500 w Stanach Zjednoczonych. Firma buduje nowe centrum szkoleniowe w Arizonie, którego celem jest przeszkolenie 1200 inżynierów rocznie w zakresie technologii EUV i DUV.

Chiny są jednym z największych klientów ASML. Zdjęcie: Bloomberg .

Jednocześnie nowe dostawy układów High NA trafiają do firmy Intel, partnera, którego pan Fouquet określił jako „bardzo ważnego” dla niezależności technologicznej Ameryki, w miarę jak kraj ten realizuje strategię samowystarczalności w zakresie półprzewodników.

Nie poprzestając na tym, ASML rozpoczęło już prace nad kolejną generacją, Hyper NA. Według pana Fouqueta, producent grawerów ma już wstępne projekty optyczne i nie jest to projekt niemożliwy do zrealizowania. Firma spodziewa się gwałtownego wzrostu popytu na Hyper NA około 2032-2035 roku.

W globalnym wyścigu o zmniejszenie rozmiarów chipów i zwiększenie wydajności technologia ASML odgrywa kluczową rolę, nie tylko pod względem technicznym, ale także geopolitycznym. Dzięki High NA i jego następcom, holenderski producent wyznacza na nowo granice branży mikroprocesorów, co będzie krokiem, który ukształtuje cyfrowy świat na nadchodzące dekady.

Source: https://znews.vn/co-may-400-trieu-usd-dinh-hinh-tuong-lai-nganh-chip-post1555116.html