ASML i TSMC chcą powiększyć maski EUV dla największych chipów AI

ASML ogłosiło wspólną inicjatywę branżową z TSMC, otwartą także dla innych użytkowników technologii High-NA i dostawców. Jej celem jest przejście w litografii High-NA EUV z używanych dziś masek fotolitograficznych 6-calowych na maski 12-calowe. Ma to połączyć większą precyzję nowej generacji maszyn z możliwością produkcji bardzo dużych matryc krzemowych, stosowanych w procesorach AI i układach do centrów danych — takich jak projekty Nvidii i innych firm. 13

Na czym polega obecne ograniczenie

Litografia EUV to proces, w którym maszyna przenosi niezwykle drobny wzór obwodów z maski na płytkę krzemową. Dzisiejsze skanery EUV używają optyki o aperturze numerycznej (NA) 0,33 i oferują pełne pole ekspozycji odpowiednie także dla dużych chipów.

Systemy High-NA zwiększają NA do 0,55, co pozwala odwzorowywać znacznie drobniejsze elementy. Cena tej poprawy jest jednak istotna: zastosowana optyka anamorficzna zmniejsza pole ekspozycji w jednym wymiarze przy zachowaniu formatu masek 6-calowych. W praktyce High-NA daje lepszą rozdzielczość, ale mniejszy obszar układu możliwy do naświetlenia za jednym razem. To problem szczególnie dla największych procesorów AI i centrów danych. 14

ASML podaje, że platforma High-NA, określana jako EXE, może osiągnąć krytyczny wymiar 8 nm. Technologia ma służyć kolejnym generacjom układów o jeszcze mniejszych elementach. 145

Dlaczego maski 12-calowe są ważne

Większa maska ma ograniczyć potrzebę tzw. stitchingu, czyli dzielenia wzoru dużego chipu na kilka ekspozycji, a następnie ich precyzyjnego łączenia. Mniej takich połączeń oznacza prostszy proces dla wielkich matryc oraz lepsze wykorzystanie możliwości High-NA.

Według ASML i TSMC przejście na format 12-calowy powinno zwiększyć produktywność fabryk, obniżyć koszt produkcji chipów i pomóc producentom w pełni wykorzystać zalety nowej optyki. 13 Dostępne relacje wskazują na oczekiwaną poprawę produktywności o około 40 proc.; w przytoczonym komunikacie ASML potwierdza kierunek korzyści — wyższą wydajność i niższe koszty — ale nie podaje tej wartości liczbowej. 813

Kto już używa lub ocenia High-NA

Najdalej posunął się Intel. Po eksperymentach rozpoczętych w 2024 r. firma zaczęła w 2026 r. wykorzystywać narzędzia High-NA przy produkcji części procesorów Panther Lake. 6

Intel i SK Hynix byli wskazywani jako planowani użytkownicy High-NA, a Intel oraz inni producenci chipów testowali tę technologię. 45 TSMC jest formalnym współliderem inicjatywy dotyczącej masek 12-calowych; firma zakłada najpierw wdrażanie High-NA z obecnymi maskami 6-calowymi, a dopiero później przejście na większy format. 13

Samsung zapowiedział rozszerzenie współpracy z ASML, planuje zastosowanie High-NA w przyszłej produkcji pamięci DRAM i dołączy do inicjatywy masek 12-calowych. 11

Nie ma jednak wystarczająco potwierdzonych, konkretnych terminów rozpoczęcia produkcji dla TSMC, Samsunga i SK Hynix poza ich deklarowanym udziałem, oceną technologii lub planami wdrożenia. Doniesienia przypisujące wszystkim tym firmom start produkcji w latach 2027–2028 nie są w przedstawionym materiale dostatecznie udokumentowane. 41135

Harmonogram: pilotaż w 2031 r., gotowość w 2033 r.

ASML i TSMC celują w uruchomienie pilotażowej linii masek 12-calowych do 2031 r. Pełna gotowość systemu litograficznego do produkcji w zaawansowanych węzłach technologicznych ma nastąpić do 2033 r. 13

Warto oddzielić tę przyszłą korzyść od wydajności obecnych maszyn EUV. Aktualny system ASML NXE:3800E osiąga przepustowość 220 płytek na godzinę, o 37 proc. wyższą niż NXE:3600D. Nie jest to jednak ta sama miara co prognozowany zysk wynikający z masek 12-calowych dla High-NA. 1