ASML will High-NA-EUV mit größeren Masken für riesige KI-Chips fit machen

ASML will seine jüngste EUV-Lithografie für die wachsenden Chipflächen von KI- und Rechenzentrumsprozessoren erweitern. Dazu hat das niederländische Unternehmen gemeinsam mit TSMC eine Brancheninitiative gestartet, die High-NA-EUV von den bislang üblichen 6-Zoll-Fotomasken auf 12-Zoll-Masken umstellen soll. Weitere Anwender der High-NA-Technik und Zulieferer können sich anschließen. Ziel ist es, die höhere Präzision der neuen Systeme auch für sehr große Chip-Dies nutzbar zu machen – wie sie etwa in KI-Beschleunigern und Rechenzentrumschips von Nvidia und anderen Entwicklern vorkommen. 13

Warum High-NA-EUV bei großen Chips an Grenzen stößt

EUV-Lithografie überträgt Schaltungsmuster mithilfe extrem ultravioletten Lichts auf Siliziumwafer. Die heute verbreiteten EUV-Systeme arbeiten mit einer numerischen Apertur von 0,33 und bieten ein großflächiges Belichtungsfeld, das auch für große Chips geeignet ist.

High-NA-EUV erhöht die numerische Apertur auf 0,55. Damit lassen sich feinere Strukturen erzeugen: ASML nennt eine kritische Dimension von 8 nm. Die Technologie ist für kommende Chipgenerationen mit noch kleineren Strukturen gedacht. 145

Der technische Haken liegt in der Optik: Durch das anamorphe System ist das Belichtungsfeld der EXE-High-NA-Anlagen gegenüber den NXE-Vorgängern in einer Dimension halb so groß. Bei den derzeitigen 6-Zoll-Masken sind daher für große Designs mehr einzelne Belichtungen und anschließendes „Stitching“ nötig – das präzise Zusammenfügen von Teilmustern. Gerade bei sehr großen KI- und Rechenzentrums-Chips ist das ein Nachteil. 14

Was 12-Zoll-Masken verändern sollen

Die größeren Fotomasken sollen diese Flächenbeschränkung überwinden. Große Chips müssten dann mit weniger zusammengesetzten Teilbelichtungen hergestellt werden. ASML und TSMC erwarten dadurch eine höhere Produktivität in den Fabriken, niedrigere Herstellungskosten und eine bessere Ausnutzung der High-NA-Vorteile. 13

In der vorliegenden Berichterstattung wird der mögliche Produktivitätsgewinn des Großmasken-Ansatzes mit rund 40 % beziffert. ASMLs eigene Ankündigung bestätigt zwar die erwartete höhere Produktivität und niedrigere Kosten, nennt im verfügbaren Auszug jedoch keine konkrete Prozentzahl. 813

Davon zu unterscheiden ist der Durchsatz bereits verfügbarer EUV-Anlagen: ASML gibt für die NXE:3800E 220 Wafer pro Stunde an – 37 % mehr als bei der NXE:3600D. Diese Kennzahl ist nicht mit dem prognostizierten Vorteil der 12-Zoll-Masken bei High-NA gleichzusetzen. 1

Wer High-NA-EUV bereits nutzt oder prüft

Intel ist am weitesten: Nach Versuchen, die 2024 begannen, setzt das Unternehmen High-NA-EUV seit 2026 für einen Teil der Produktion seiner Panther-Lake-Prozessoren ein. 6

Intel und SK Hynix wurden als geplante Anwender genannt; daneben testen Intel und weitere Chiphersteller die Anlagen. 45 TSMC führt die Initiative für 12-Zoll-Masken gemeinsam mit ASML an und will High-NA zunächst noch mit den bisherigen 6-Zoll-Masken einsetzen, bevor der Wechsel auf das größere Format erfolgt. 13

Samsung hat seine Zusammenarbeit mit ASML bei High-NA-EUV ausgebaut, plant die Technik für künftige DRAM-Fertigung und will ebenfalls an der 12-Zoll-Maskeninitiative teilnehmen. 11

Belastbare, unternehmensspezifische Termine für eine Serienproduktion bei TSMC, Samsung oder SK Hynix ergeben sich aus den vorliegenden Quellen jedoch nicht. Aussagen, die für alle drei Unternehmen einen Produktionsstart 2027 oder 2028 angeben, sind hier nicht ausreichend belegt. 41135

Zeitplan: Pilotlinie 2031, Produktionsreife 2033

ASML und TSMC streben bis 2031 eine Pilotlinie für 12-Zoll-Masken an. Bis 2033 sollen die Lithografiesysteme für die Fertigung in fortschrittlichen Prozessknoten vollständig bereit sein. 13

Der Schritt ist damit weniger ein kurzfristiger Austausch der Maschinen als eine langfristige Anpassung des gesamten Belichtungsformats. Er soll verhindern, dass die höhere Auflösung von High-NA-EUV ausgerechnet bei den besonders großen, leistungsstarken KI-Chips durch ein zu kleines Belichtungsfeld ausgebremst wird.