ASML ו-TSMC רוצות להתאים את High-NA EUV לשבבי מרכזי הנתונים הגדולים ביותר

ASML, יצרנית ציוד הליתוגרפיה ההולנדית, ו-TSMC הטאיוואנית הכריזו על יוזמה משותפת להעברת ליתוגרפיית High-NA EUV ממסכות פוטוליתוגרפיה בגודל 6 אינץ' למסכות 12 אינץ'. היוזמה פתוחה למאמצי High-NA ולספקים נוספים, ומטרתה להפוך את הטכנולוגיה המתקדמת למעשית גם עבור שבבים בעלי שטח גדול במיוחד — דוגמת מאיצי AI ושבבי מרכזי נתונים מהסוג שמתכננות Nvidia וחברות אחרות. 10

למה בכלל דרושות מסכות גדולות יותר?

מערכות ה-EUV הקיימות של ASML, מסדרת NXE, משתמשות באופטיקה עם מפתח נומרי (NA) של 0.33 ובשדה חשיפה מלא שמתאים גם לשבבים גדולים. מערכות High-NA החדשות מעלות את המפתח הנומרי ל-0.55, ולכן מסוגלות להדפיס תבניות עדינות יותר. 1314

אלא שלשיפור הזה יש מחיר: האופטיקה האנאמורפית של מערכות High-NA מקטינה בחצי את שדה החשיפה לעומת מערכות NXE. בעת שימוש בפורמט המסכות הנוכחי, 6 אינץ', נדרשות יותר חשיפות כדי לעבד פרוסת סיליקון — ומתקבלת מגבלה על גודל השבב שאפשר ליצור בחשיפה יחידה. עבור השבבים הגדולים ביותר, נדרש לפצל את התבנית ולחבר בין חלקיה בתהליך המכונה "תפירה" (stitching). 14

מסכת 12 אינץ' אמורה להרחיב את אזור התבנית הזמין, להפחית את מספר החשיפות והתפרים הנדרשים בשבבים גדולים, ולהחזיר ל-High-NA חלק מהיתרון התפעולי שלה. לפי ASML ו-TSMC, המעבר צפוי לשפר את פריון המפעלים, להפחית את עלויות הייצור ולאפשר ליצרניות לנצל במלואן את יתרונות הטכנולוגיה. 109

מה היתרון הטכנולוגי של High-NA?

ASML מציינת כי פלטפורמת EXE של High-NA מגיעה לממד קריטי של 8 ננומטר. העלאת ה-NA מ-0.33 ל-0.55 תומכת בצפיפות תכונות גבוהה יותר ובדורות עתידיים של שבבים בעלי רכיבים קטנים יותר. 1413

במילים פשוטות: High-NA מאפשרת לחרוט פרטים עדינים יותר על הסיליקון. אולם כדי שהיתרון הזה יתאים גם למאיצי AI עצומים, לא די ברזולוציה — יש צורך גם בשטח חשיפה גדול דיו.

מי כבר משתמש בטכנולוגיה ומי בדרך?

• אינטל היא המתקדמת ביותר במעבר ל-High-NA. לאחר ניסויים שהחלו ב-2024, היא החלה להשתמש במערכות עבור חלק ממעבדי Core Ultra Series 3, בשם הקוד Panther Lake, בתהליך Intel 18A. 1712
• TSMC היא השותפה הרשמית של ASML בהובלת יוזמת המסכות הגדולות. התוכנית היא לאמץ תחילה High-NA עם מסכות 6 אינץ' קיימות, ורק לאחר מכן לעבור לפורמט 12 אינץ'. 1011
• סמסונג הודיעה על הרחבת שיתוף הפעולה עם ASML, על כוונה לאמץ High-NA לייצור DRAM עתידי ועל הצטרפות ליוזמת מסכות ה-12 אינץ'. 9
• SK Hynix זוהתה כאחת החברות המתכננות לאמץ High-NA, לצד אינטל; יצרניות שבבים נוספות בוחנות את הציוד. 45

המידע הזמין אינו מבסס מועדי ייצור מסחריים ספציפיים עבור TSMC, סמסונג או SK Hynix מעבר להשתתפותן, לבחינת הטכנולוגיה או לתוכניות האימוץ שהצהירו עליהן. לכן, אין להסיק ממנו לוח זמנים אחיד של 2027–2028 עבור שלוש החברות. 4935

לוח הזמנים: פיילוט ב-2031, מוכנות לייצור ב-2033

ASML ו-TSMC מכוונות להקים קו פיילוט למסכות 12 אינץ' עד 2031. היעד הבא הוא מוכנות מלאה של מערכת הליתוגרפיה לייצור בצמתי ייצור מתקדמים עד 2033. 10

בדיווחים על המהלך הוערך כי גישת המסכות הגדולות עשויה להעלות את הפרודוקטיביות בכ-40%. בהודעה הרשמית של ASML מודגשים שיפור בפריון והפחתת עלויות, אך בקטע ההודעה הזמין לא מופיע שיעור כמותי לשיפור. 810

חשוב להבדיל בין התחזית הזו לבין שיפור במערכת EUV הנוכחית: מערכת NXE:3800E של ASML מגיעה לתפוקה של 220 פרוסות לשעה — עלייה של 37% לעומת NXE:3600D. נתון זה מתייחס לדור ה-EUV הקיים, ולא לשיפור הצפוי ממעבר High-NA למסכות 12 אינץ'. 1

המשמעות הרחבה היא שהקרב הבא על שבבי AI אינו עוסק רק בהקטנת טרנזיסטורים. הוא עוסק גם ביכולת להדפיס אותם ביעילות על שבבים גדולים מאוד — בלי לוותר על קצב הייצור ועל העלות.