ASML、High-NA EUVを巨大AIチップ向けに拡張へ

ASMLはTSMCと共同で、次世代のHigh-NA（高開口数）EUV露光を、現在主流の6インチ・フォトマスクから12インチ・フォトマスクへ移行させる業界イニシアチブを発表しました。High-NAの導入企業や関連サプライヤーにも参加を呼びかける枠組みで、狙いは微細化能力を維持したまま、NVIDIAなどが設計するような大型のAI・データセンター向けプロセッサーにも対応できるようにすることです。1310

なぜ「大型マスク」が必要なのか

半導体の露光では、回路パターンを描いたフォトマスクを使い、ウエハー上へ回路を転写します。現行のEUV装置「NXE」シリーズは開口数（NA）0.33で、大型チップにも対応しやすい露光フィールドを持ちます。

これに対し、High-NA EUVの「EXE」シリーズはNAを0.55へ高め、より微細なパターン形成を可能にします。ASMLによると、臨界寸法（CD）は8nmです。14 ただし、EXEのアナモフィック光学系では、現行の6インチマスクを使う場合、一度に露光できる領域がNXE世代の半分になります。つまり、微細化には強い反面、巨大なダイ（半導体チップ本体）では複数回の露光結果をつなぎ合わせる「スティッチング」が必要になりやすい、という制約があります。14

12インチマスクへの移行は、この面積制約を緩和し、大型チップをより少ない露光・スティッチングで製造できるようにする構想です。ASMLとTSMCは、これにより工場の生産性向上、製造コスト低下、High-NA EUVの性能をより引き出せることを見込んでいます。1310

導入・評価を進める企業

• Intelは最も先行しています。2024年に始まった実験を経て、2026年には「Panther Lake」プロセッサーの一部生産でHigh-NA EUVを使い始めました。617
• TSMCは12インチマスク移行の共同主導企業です。まずは既存の6インチマスクでHigh-NA EUVを採用し、その後に大型マスクへ移る段階的な計画とされています。13
• Samsung ElectronicsはASMLとのHigh-NA協力を拡大し、将来のDRAM製造での採用を計画しています。12インチマスクの業界イニシアチブにも加わります。119
• SK hynixはHigh-NA EUVの導入予定企業として挙げられており、Intelを含む複数のチップメーカーが装置の評価を進めてきました。45

なお、TSMC、Samsung、SK hynixについては、今回示された根拠だけでは、各社の量産開始時期を会社別に確定することはできません。3社すべてが2027〜2028年に量産へ入るとする情報もありますが、ここで確認できる一次的・信頼性の高い材料だけでは裏付けが十分ではありません。41135

2031年に実証、2033年に先端量産対応を目指す

ASMLとTSMCは、2031年までに12インチマスクのパイロットラインを設け、2033年までに先端ノード量産に向けた露光システムの準備を整えることを目標に掲げています。1310

報道では、大型マスクを用いる新たな方式により、生産性が**約40％**上がる可能性があるとされています。一方、ASMLの公式発表で確認できるのは、生産性向上とコスト低減の方向性であり、提示された抜粋内では40％という数値そのものは明記されていません。813

この数字は、ASMLの現行世代EUV装置「NXE:3800E」の性能向上とは別の話です。同装置は毎時220枚のウエハー処理能力を持ち、NXE:3600Dより37％高いスループットを達成していますが、これは12インチマスク対応High-NAの予測効果ではありません。1

大型化するAIアクセラレーターやデータセンター向け半導体では、単に回路を細かくするだけでなく、チップ面積を効率よく扱えることも重要です。12インチマスクへの移行は、High-NA EUVを研究・限定導入の段階から、巨大チップを含む本格量産へ広げるための重要な工程となります。