Làm chip: euv có một bước tiến lớn

Sau tất cả những lời quảng cáo về kỷ niệm 50 năm Luật Moore vào tuần trước, có một dấu hiệu thực tế cho thấy các bước tiếp theo đang tiến gần hơn trong tuần này, khi nhà sản xuất thiết bị ASML tuyên bố đã đạt được thỏa thuận bán tối thiểu 15 công cụ in thạch bản EUV mới cho một khách hàng giấu tên ở Mỹ, gần như chắc chắn là Intel.

Các công ty chip đã nói về lời hứa của quang khắc cực tím (EUV) trong nhiều năm, gọi nó là sự thay thế cho in thạch bản ngâm đã trở thành tiêu chuẩn trong việc sản xuất chip tiên tiến trong hơn một thập kỷ. Với kỹ thuật in khắc chìm, các bước sóng ánh sáng nhỏ được khúc xạ qua một chất lỏng để in các mẫu được sử dụng để tạo ra các bóng bán dẫn trên chip. Điều này hoạt động tốt trong nhiều thế hệ sản xuất chip, nhưng trong những năm gần đây, khi việc sản xuất chip tiên tiến đã chuyển sang các nút 20, 16 và 14nm, các nhà sản xuất chip đã phải sử dụng cái gọi là "tạo khuôn đôi" để tạo ra các mẫu nhỏ hơn trên các chip. Điều này dẫn đến nhiều thời gian hơn và chi phí nhiều hơn, trong việc tạo ra các lớp của chip cần gấp đôi; và điều này sẽ chỉ trở nên khó khăn hơn ở các thế hệ tiếp theo.

Với EUV, ánh sáng có thể nhỏ hơn nhiều và do đó, một nhà sản xuất chip sẽ cần ít đường chuyền hơn để tạo ra một lớp chip có thể cần nhiều lần in thạch bản ngâm. Nhưng để làm cho công việc này thành công, những máy như vậy cần phải có khả năng hoạt động ổn định và đáng tin cậy. Vấn đề lớn nhất là phát triển nguồn năng lượng plasma - hiệu quả là laser công suất cao - sẽ hoạt động ổn định, do đó thay thế nguồn sáng 193nm phổ biến trong các máy ngâm.

ASML đã làm việc về điều này trong nhiều năm và một vài năm trước đã mua lại Cymer, công ty hàng đầu đang cố gắng tạo ra nguồn sáng. Đồng thời, nó đã nhận được đầu tư từ các khách hàng lớn nhất của mình - Intel, Samsung và TSMC. Trên đường đi, công ty đã đưa ra rất nhiều thông báo về tiến trình mà nó đang đạt được khi chuyển từ các công cụ có khả năng sản xuất một vài tấm wafer mỗi giờ cho đến gần đây, khi các con số đã bắt đầu tiến gần hơn tới 100 tấm wafer mỗi giờ. sẽ làm cho EUV có hiệu quả chi phí.

ASML thích nói về sự kết hợp của các tấm wafer mỗi ngày và tính sẵn có, lượng thời gian công cụ thực sự được sản xuất. Trong cuộc gọi thu nhập tuần trước, công ty cho biết mục tiêu của họ trong năm nay là có được các công cụ để sản xuất 1.000 tấm wafer mỗi ngày với mức tối thiểu 70% khả dụng; và cho biết một khách hàng đã có thể nhận được tới 1.000 tấm wafer mỗi ngày (mặc dù có lẽ không có sẵn ở đó). Mục tiêu của ASML là đạt được 1.500 tấm wafer mỗi ngày trong năm 2016, tại thời điểm đó, nó nghĩ rằng công cụ này sẽ kinh tế cho một số ứng dụng.

Trong cuộc gọi hội nghị thu nhập tuần trước, TSMC cho biết họ có hai công cụ hiện có khả năng thông lượng wafer trung bình vài trăm tấm wafer mỗi ngày bằng cách sử dụng nguồn điện 80 watt.

Tại Diễn đàn nhà phát triển Intel vào mùa thu năm ngoái, Fellow Mark Bohr, Chuyên gia phát triển công nghệ logic của Intel, nói rằng ông rất quan tâm đến EUV vì tiềm năng của nó trong việc cải thiện quy mô và đơn giản hóa quy trình, nhưng nói rằng mặc dù Intel rất quan tâm đến EUV, nhưng đó chỉ là chưa sẵn sàng về độ tin cậy và khả năng sản xuất. Kết quả là, ông nói, cả các nút 14nm và 10nm của Intel đều không sử dụng công nghệ đó. Vào thời điểm đó, ông nói rằng Intel "không đặt cược vào nó" cho 7nm và có thể sản xuất chip tại nút đó mà không có nó, mặc dù ông nói rằng sẽ tốt hơn và dễ dàng hơn với EUV.

Các tin tức dường như chỉ ra rằng Intel bây giờ nghĩ rằng EUV có thể đã sẵn sàng cho nút quá trình đó. Mặc dù ASML không xác nhận Intel là khách hàng, nhưng thực sự không có một công ty nào có trụ sở tại Hoa Kỳ cần nhiều công cụ đó; và thời gian dường như phù hợp với nhu cầu sản xuất 7nm của Intel. Nhưng lưu ý rằng thông báo chỉ cho biết hai trong số các hệ thống mới dự kiến ​​sẽ được giao trong năm nay, phần còn lại của 15 dự kiến ​​sẽ được đưa ra sau đó và chính Intel đã xác nhận rằng họ sẽ sử dụng 7nm. Có khả năng, Intel đang tự định vị để nếu các công cụ thực sự tiến triển theo tốc độ ASML dự đoán, họ có thể sử dụng nó ở 7nm.

Tất nhiên, hầu hết các nhà sản xuất chip lớn khác cũng là khách hàng của các công cụ đầu tiên và TSMC cũng đã rất lên tiếng về việc muốn có thiết bị như vậy cho sản xuất trong tương lai. Bạn sẽ mong đợi các xưởng đúc chip khác, đặc biệt là Samsung và Globalfoundries, cũng sẽ được xếp hàng, và cuối cùng là các nhà sản xuất bộ nhớ.

Trong khi đó, đã có rất nhiều suy đoán về các vật liệu mới đang được sử dụng tại các nút quy trình mới, chẳng hạn như Germanium và indium gallium arsenide. Điều này cũng sẽ là một thay đổi lớn từ các vật liệu hiện đang được sử dụng. Một lần nữa, điều này chưa được xác nhận, nhưng nó rất thú vị.

Kết hợp tất cả những điều này lại với nhau, có vẻ như các kỹ thuật cần thiết để tạo ra những con chip dày đặc hơn tiếp tục được cải thiện, nhưng chi phí chuyển sang mỗi thế hệ mới sẽ tiếp tục tăng.