ASML hakee 12 tuuman maskeilla tietä suurempiin tekoälysiruihin

ASML on käynnistänyt TSMC:n kanssa yhteisen teollisuushankkeen, johon voivat liittyä myös muut High-NA-EUV:n käyttäjät ja laitetoimittajat. Tavoitteena on siirtää High-NA-EUV-litografia nykyisistä 6 tuuman fotomaskeista 12 tuuman maskeihin. Näin erittäin tarkka valotusmenetelmä halutaan sovittaa myös valtavan kokoisille datakeskus- ja tekoälypiireille, kuten Nvidian suunnittelemille laskentapiireille. 13

Mikä High-NA:ssa muuttuu?

EUV-litografia on keskeinen tekniikka kehittyneiden sirujen valmistuksessa: sillä piirretään valolla transistorien ja johdotusten äärimmäisen pieniä rakenteita piikiekolle. Tavanomaisissa EUV-skannereissa numeerinen apertuuri eli NA on 0,33, ja niiden valotuskenttä soveltuu myös suurille siruille.

High-NA-EUV nostaa NA-arvon 0,55:een. Se parantaa erotuskykyä, mutta järjestelmän anamorfinen optiikka pienentää nykyisellä 6 tuuman maskiformaatilla valotettavaa aluetta toisessa suunnassa. Käytännössä High-NA mahdollistaa pienemmät ja tiheämmät rakenteet, mutta yhdellä valotuksella valmistettavan sirun enimmäiskoko pienenee. Juuri tämä on ongelma kaikkein suurimmille tekoäly- ja datakeskuspiireille. 14

ASML:n mukaan High-NA-järjestelmän kriittinen mitta on 8 nm. Tekniikka on suunnattu tuleville sirvusukupolville, joissa rakenteita kutistetaan edelleen. 145

Miksi 12 tuuman maski on ratkaiseva?

Suurempi fotomaski kasvattaisi käytettävissä olevaa kuviointialuetta. Tällöin suuri siru tarvitsisi vähemmän erillisistä valotuksista koostuvaa stitching-prosessia, jossa piirialueet kohdistetaan ja yhdistetään toisiinsa.

ASML:n ja TSMC:n mukaan muutos voisi nostaa tehtaan tuottavuutta, alentaa sirujen valmistuskustannuksia ja auttaa valmistajia hyödyntämään High-NA-EUV:n tarkkuusetua täysimääräisemmin. 13 Toimitetun raportoinnin mukaan tuottavuus voisi parantua noin 40 prosenttia, vaikka ASML:n virallisessa tiedotteessa käytettävissä oleva katkelma ei esitä tarkkaa prosenttilukua. 813

Tätä lukua ei pidä sekoittaa ASML:n nykyisen EUV-sukupolven parannukseen: NXE:3800E-järjestelmän läpimeno on 220 piikiekkoa tunnissa, mikä on 37 prosenttia enemmän kuin NXE:3600D:ssä. 1

Ketkä käyttävät tai arvioivat teknologiaa?

• Intel on käyttöönotossa pisimmällä. Yhtiö aloitti kokeet vuonna 2024 ja käyttää High-NA-laitteita osassa Panther Lake -suorittimiensa tuotantoa vuonna 2026. 6
• Intel ja SK Hynix on nimetty suunnitelluiksi High-NA-käyttäjiksi, ja Intel sekä muut siruvalmistajat ovat testanneet laitteistoa. 45
• TSMC toimii ASML:n virallisena kumppanina 12 tuuman maskihankkeessa. Sen odotetaan ottavan High-NA:n ensin käyttöön nykyisillä 6 tuuman maskeilla ennen siirtymää suurempaan maskiformaattiin. 13
• Samsung on laajentanut High-NA-yhteistyötään ASML:n kanssa, suunnittelee teknologian käyttöä tulevassa DRAM-muistituotannossa ja osallistuu 12 tuuman maskihankkeeseen. 11

Toimitetut lähteet eivät kuitenkaan vahvista TSMC:lle, Samsungille tai SK Hynixille tarkkoja yhtiökohtaisia massatuotannon aloitusajankohtia. Niistä voidaan todeta osallistuminen, arviointi tai suunniteltu käyttöönotto, mutta kaikkia kolmea koskeville vuosien 2027–2028 tuotantoaikatauluille ei ole tässä aineistossa riittävää näyttöä. 41135

Aikataulu: pilotti 2031, tuotantovalmius 2033

ASML ja TSMC tavoittelevat 12 tuuman maskien pilottilinjaa vuoteen 2031 mennessä. Edistyneiden prosessisolmujen tuotantoon soveltuvien, suuria maskeja tukevien litografiajärjestelmien on määrä olla valmiita vuoteen 2033 mennessä. 13

Hankkeen ydin on selvä: High-NA-EUV:n parempi tarkkuus halutaan yhdistää sellaiseen valotuskenttään, jossa myös kaikkein suurimmat tekoälykiihdyttimet voidaan valmistaa tehokkaasti ilman nykyisen maskikoon aiheuttamaa pullonkaulaa.