SG.hu·
Az ASML fejlesztése 2030-ra 50%-kal több chip gyártását teheti lehetővé
Az ASML Holding olyan technológiai előrelépést jelentett be az extrém ultraibolya litográfia területén, amely a vállalat szerint az évtized végére akár 50 százalékkal növelheti az egyes berendezéseken gyártható chipek számát.
A fejlesztés középpontjában az EUV gépek fényforrásának teljesítménynövelése áll, ami kulcsfontosságú lépés a holland cég technológiai fölényének megőrzésében az egyre erősödő amerikai és kínai versenytársakkal szemben. Az ASML jelenleg a világ egyetlen vállalata, amely kereskedelmi forgalomban kapható extrém ultraibolya litográfiai gépeket gyárt. Ezek a berendezések nélkülözhetetlenek a legfejlettebb félvezetők előállításához, amelyeket olyan vállalatok használnak, mint a Taiwan Semiconductor Manufacturing Co. vagy az Intel. Az EUV technológia teszi lehetővé a néhány nanométeres csíkszélességű chipek tömeggyártását, amelyek a modern adatközpontok, MI rendszerek és nagy teljesítményű számítógépek alapját adják.
Michael Purvis, az ASML EUV fényforrásáért felelős vezetője a vállalat San Diego közelében található létesítményében hangsúlyozta, hogy nem puszta laboratóriumi demonstrációról van szó. „Ez nem afféle szemfényvesztés vagy hasonló, ahol nagyon rövid ideig bemutatjuk, hogy működhet” - mondta. „Ez egy olyan rendszer, amely 1000 watt teljesítményt képes előállítani ugyanazon feltételek mellett, amelyeket egy ügyfélnél is láthatnánk.” A most bejelentett áttörés lényege, hogy az EUV fényforrás teljesítményét a jelenlegi 600 wattról 1000 wattra emelték. A nagyobb teljesítmény közvetlenül növeli az óránként előállítható chipek számát, ami csökkenti az egy darabra jutó gyártási költséget.
A félvezetőgyártás során a chipek előállítása a fényképezéshez hasonló elven történik. Az EUV fényt egy speciális vegyi anyaggal, úgynevezett fotoreziszt réteggel bevont szilícium ostyára vetítik. Minél erősebb a fényforrás, annál rövidebb expozíciós idő szükséges, így az ostyák gyorsabban dolgozhatók fel. „Szeretnénk biztosítani, hogy ügyfeleink sokkal alacsonyabb költséggel folytathassák az EUV használatát” - mondta Teun van Gogh, az ASML NXE sorozatú EUV gépeiért felelős ügyvezető alelnök. A tervek szerint az évtized végére egyetlen gép óránként szemben a jelenlegi 220 darabbal mintegy 330 szilícium ostyát lesz képes feldolgozni. Egyetlen ostya a chip méretétől függően több tucat vagy akár több ezer eszközt is tartalmazhat.
Az EUV fény előállítása a modern mérnöki tudomány egyik legösszetettebb feladata. A 13,5 nanométer hullámhosszúságú fény létrehozásához az ASML gépei olvadt óncseppek folyamát lövik át egy kamrán, ahol egy nagyteljesítményű szén dioxid lézer plazmává hevíti azokat. Ebben a szuperforró állapotban az óncseppek a Nap felszínénél is magasabb hőmérsékletet érnek el, és EUV fényt bocsátanak ki. A keletkező sugárzást nagy pontosságú optikai rendszer gyűjti össze, amelyet a német Carl Zeiss AG szállít, majd a fényt a litográfiai rendszerbe irányítják a mintázás elvégzéséhez.
A mostani teljesítménynövekedést két kulcsfontosságú fejlesztés tette lehetővé. Egyrészt a másodpercenként kilőtt óncseppek számát mintegy 100 000-re növelték, ami nagyjából kétszerese a korábbi értéknek. Másrészt az óncseppek plazmává alakítását már nem egyetlen, hanem két kisebb lézerimpulzussal végzik. Ez pontosabb formálást és hatékonyabb energiahasznosítást tesz lehetővé. Jorge J. Rocca, a Colorado State University lézertechnológiával foglalkozó professzora, aki több ASML kutató képzésében is részt vett, elismerően nyilatkozott az eredményről. „Nagy kihívást jelentő feladat, mert sok technológiát kell uralni” - mondta. „Ami megvalósult - az egy kilowatt - egészen lenyűgöző.”
Az EUV gépek stratégiai jelentősége túlmutat a puszta technológiai kérdéseken. Az Egyesült Államok kormányai pártállástól függetlenül együttműködtek a holland vezetéssel annak érdekében, hogy ezek a berendezések ne kerülhessenek Kínába. Ennek hatására Kína nemzeti programot indított saját EUV technológia fejlesztésére. Az Egyesült Államokban legalább két startup, a Substrate és a xLight több száz millió dollárnyi tőkét vont be amerikai alternatíva kifejlesztésére. Az xLight kormányzati támogatást is kapott a Donald Trump vezette adminisztrációtól.
Az ASML mostani bejelentése egyértelmű üzenet a feltörekvő versenytársak felé. A vállalat nem csupán tartani kívánja előnyét, hanem tovább növelné a technológiai belépési küszöböt azzal, hogy a legbonyolultabb részterületen, az EUV fényforrás fejlesztésében ér el áttörést. Purvis szerint az 1000 watt elérése csak egy állomás. „Meglehetősen világos utat látunk az 1500 watt felé, és nincs alapvető oka annak, hogy ne juthatnánk el a 2000 wattig.” Ha ezek a tervek megvalósulnak, az nemcsak az ASML piaci pozícióját erősíti tovább, hanem jelentős hatással lehet a globális félvezetőipar költségszerkezetére és kapacitására is. Az MI rendszerek, az adatközpontok és a nagy teljesítményű számítástechnika iránti kereslet folyamatos növekedése mellett minden olyan technológiai előrelépés, amely gyorsabb és olcsóbb chipgyártást tesz lehetővé, stratégiai jelentőségűvé válik.
A fejlesztés középpontjában az EUV gépek fényforrásának teljesítménynövelése áll, ami kulcsfontosságú lépés a holland cég technológiai fölényének megőrzésében az egyre erősödő amerikai és kínai versenytársakkal szemben. Az ASML jelenleg a világ egyetlen vállalata, amely kereskedelmi forgalomban kapható extrém ultraibolya litográfiai gépeket gyárt. Ezek a berendezések nélkülözhetetlenek a legfejlettebb félvezetők előállításához, amelyeket olyan vállalatok használnak, mint a Taiwan Semiconductor Manufacturing Co. vagy az Intel. Az EUV technológia teszi lehetővé a néhány nanométeres csíkszélességű chipek tömeggyártását, amelyek a modern adatközpontok, MI rendszerek és nagy teljesítményű számítógépek alapját adják.
Michael Purvis, az ASML EUV fényforrásáért felelős vezetője a vállalat San Diego közelében található létesítményében hangsúlyozta, hogy nem puszta laboratóriumi demonstrációról van szó. „Ez nem afféle szemfényvesztés vagy hasonló, ahol nagyon rövid ideig bemutatjuk, hogy működhet” - mondta. „Ez egy olyan rendszer, amely 1000 watt teljesítményt képes előállítani ugyanazon feltételek mellett, amelyeket egy ügyfélnél is láthatnánk.” A most bejelentett áttörés lényege, hogy az EUV fényforrás teljesítményét a jelenlegi 600 wattról 1000 wattra emelték. A nagyobb teljesítmény közvetlenül növeli az óránként előállítható chipek számát, ami csökkenti az egy darabra jutó gyártási költséget.
A félvezetőgyártás során a chipek előállítása a fényképezéshez hasonló elven történik. Az EUV fényt egy speciális vegyi anyaggal, úgynevezett fotoreziszt réteggel bevont szilícium ostyára vetítik. Minél erősebb a fényforrás, annál rövidebb expozíciós idő szükséges, így az ostyák gyorsabban dolgozhatók fel. „Szeretnénk biztosítani, hogy ügyfeleink sokkal alacsonyabb költséggel folytathassák az EUV használatát” - mondta Teun van Gogh, az ASML NXE sorozatú EUV gépeiért felelős ügyvezető alelnök. A tervek szerint az évtized végére egyetlen gép óránként szemben a jelenlegi 220 darabbal mintegy 330 szilícium ostyát lesz képes feldolgozni. Egyetlen ostya a chip méretétől függően több tucat vagy akár több ezer eszközt is tartalmazhat.
Az EUV fény előállítása a modern mérnöki tudomány egyik legösszetettebb feladata. A 13,5 nanométer hullámhosszúságú fény létrehozásához az ASML gépei olvadt óncseppek folyamát lövik át egy kamrán, ahol egy nagyteljesítményű szén dioxid lézer plazmává hevíti azokat. Ebben a szuperforró állapotban az óncseppek a Nap felszínénél is magasabb hőmérsékletet érnek el, és EUV fényt bocsátanak ki. A keletkező sugárzást nagy pontosságú optikai rendszer gyűjti össze, amelyet a német Carl Zeiss AG szállít, majd a fényt a litográfiai rendszerbe irányítják a mintázás elvégzéséhez.
A mostani teljesítménynövekedést két kulcsfontosságú fejlesztés tette lehetővé. Egyrészt a másodpercenként kilőtt óncseppek számát mintegy 100 000-re növelték, ami nagyjából kétszerese a korábbi értéknek. Másrészt az óncseppek plazmává alakítását már nem egyetlen, hanem két kisebb lézerimpulzussal végzik. Ez pontosabb formálást és hatékonyabb energiahasznosítást tesz lehetővé. Jorge J. Rocca, a Colorado State University lézertechnológiával foglalkozó professzora, aki több ASML kutató képzésében is részt vett, elismerően nyilatkozott az eredményről. „Nagy kihívást jelentő feladat, mert sok technológiát kell uralni” - mondta. „Ami megvalósult - az egy kilowatt - egészen lenyűgöző.”
Az EUV gépek stratégiai jelentősége túlmutat a puszta technológiai kérdéseken. Az Egyesült Államok kormányai pártállástól függetlenül együttműködtek a holland vezetéssel annak érdekében, hogy ezek a berendezések ne kerülhessenek Kínába. Ennek hatására Kína nemzeti programot indított saját EUV technológia fejlesztésére. Az Egyesült Államokban legalább két startup, a Substrate és a xLight több száz millió dollárnyi tőkét vont be amerikai alternatíva kifejlesztésére. Az xLight kormányzati támogatást is kapott a Donald Trump vezette adminisztrációtól.
Az ASML mostani bejelentése egyértelmű üzenet a feltörekvő versenytársak felé. A vállalat nem csupán tartani kívánja előnyét, hanem tovább növelné a technológiai belépési küszöböt azzal, hogy a legbonyolultabb részterületen, az EUV fényforrás fejlesztésében ér el áttörést. Purvis szerint az 1000 watt elérése csak egy állomás. „Meglehetősen világos utat látunk az 1500 watt felé, és nincs alapvető oka annak, hogy ne juthatnánk el a 2000 wattig.” Ha ezek a tervek megvalósulnak, az nemcsak az ASML piaci pozícióját erősíti tovább, hanem jelentős hatással lehet a globális félvezetőipar költségszerkezetére és kapacitására is. Az MI rendszerek, az adatközpontok és a nagy teljesítményű számítástechnika iránti kereslet folyamatos növekedése mellett minden olyan technológiai előrelépés, amely gyorsabb és olcsóbb chipgyártást tesz lehetővé, stratégiai jelentőségűvé válik.