การทำชิป: euv ก้าวใหญ่

หลังจากที่ทุก hype เกี่ยวกับครบรอบ 50 ปีของกฎของมัวร์เมื่อสัปดาห์ที่แล้วมีข้อบ่งชี้จริงว่าขั้นตอนต่อไปจะเข้าใกล้สัปดาห์นี้ขณะที่ผู้ผลิตอุปกรณ์ ASML ประกาศว่าได้บรรลุข้อตกลงในการขายเครื่องมือพิมพ์หิน EUV ใหม่อย่างน้อย 15 สำหรับลูกค้าที่ไม่มีชื่อในสหรัฐอเมริกานั้น Intel เกือบจะแน่นอน

บริษัท ชิปได้พูดคุยเกี่ยวกับคำสัญญาของการพิมพ์หิน ultraviolet (EUV) มานานหลายปีโดยอ้างว่าเป็นการทดแทนการพิมพ์หินแช่ที่กลายเป็นมาตรฐานในการสร้างชิปขั้นสูงมานานกว่าทศวรรษ ด้วยการพิมพ์หินแช่ความยาวคลื่นแสงเล็ก ๆ จะถูกหักเหผ่านของเหลวเพื่อพิมพ์รูปแบบที่ใช้สร้างทรานซิสเตอร์บนชิป วิธีนี้ใช้ได้ผลดีสำหรับการผลิตชิปหลายชั่วอายุ แต่ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาเนื่องจากการผลิตชิปขั้นสูงได้ย้ายไปยังโหนดที่ 20, 16 และ 14nm ผู้ผลิตชิปต้องใช้สิ่งที่เรียกว่า ชิป สิ่งนี้ส่งผลให้มีเวลามากขึ้นและค่าใช้จ่ายมากขึ้นในการสร้างเลเยอร์ของชิปที่ต้องใช้การสร้างแบบคู่ และสิ่งนี้จะยากขึ้นในรุ่นต่อ ๆ ไป

เมื่อใช้ EUV แสงจะเล็กลงมากและผู้ผลิตชิปจะต้องผ่านจำนวนน้อยกว่าเพื่อสร้างเลเยอร์ของชิปที่อาจต้องใช้การพิมพ์หินแช่หลายรอบ แต่เพื่อให้งานนี้สำเร็จเครื่องดังกล่าวจะต้องสามารถทำงานได้อย่างต่อเนื่องและเชื่อถือได้ ปัญหาที่ใหญ่ที่สุดคือการพัฒนาแหล่งพลังงานพลาสม่าซึ่งเป็นเลเซอร์พลังงานสูงที่มีประสิทธิภาพซึ่งจะทำงานได้อย่างต่อเนื่องดังนั้นจึงเป็นการแทนที่แหล่งกำเนิดแสง 193nm ทั่วไปในเครื่องแช่

ASML ทำงานอย่างนี้มาหลายปีและไม่กี่ปีหลังได้ซื้อ Cymer บริษัท ชั้นนำที่พยายามสร้างแหล่งกำเนิดแสง ในเวลาเดียวกันก็ได้รับการลงทุนจากลูกค้ารายใหญ่ที่สุดคือ Intel, Samsung และ TSMC ระหว่างทาง บริษัท ได้ประกาศเกี่ยวกับความคืบหน้ามากมายจากการย้ายเครื่องมือที่สามารถผลิตเวเฟอร์ไม่กี่ต่อชั่วโมงจนกระทั่งเมื่อไม่นานมานี้เมื่อตัวเลขเริ่มเข้าใกล้เวเฟอร์ 100 ต่อชั่วโมงหรือมากกว่านั้น จะใช้เวลาในการทำให้ EUV คุ้มค่า

ASML ต้องการพูดคุยเกี่ยวกับการรวมกันของเวเฟอร์ต่อวันและความพร้อมใช้งานระยะเวลาที่เครื่องมือใช้ในการผลิตจริง ในการเรียกผลประกอบการของ บริษัท เมื่อสัปดาห์ที่แล้ว บริษัท กล่าวว่าเป้าหมายในปีนี้คือการได้รับเครื่องมือในการผลิตเวเฟอร์ 1, 000 ชิ้นต่อวันอย่างน้อย 70 เปอร์เซ็นต์พร้อมใช้งาน และกล่าวว่าลูกค้ารายหนึ่งสามารถรับเวเฟอร์ได้ถึง 1, 000 ชิ้นต่อวัน (แม้ว่าจะไม่ใช่ที่ว่าง) เป้าหมายของ ASML คือการได้รับเวเฟอร์ 1, 500 ครั้งต่อวันในปี 2559 ณ จุดนี้คิดว่าเครื่องมือนี้จะประหยัดสำหรับแอพพลิเคชั่นบางตัว

ในการประชุมทางโทรศัพท์เมื่อสัปดาห์ที่ผ่านมา TSMC กล่าวว่าขณะนี้มีสองเครื่องมือที่สามารถรับส่งเวเฟอร์เฉลี่ยสองสามร้อยเวเฟอร์ต่อวันโดยใช้แหล่งพลังงาน 80 วัตต์

ในช่วงท้ายฤดูใบไม้ร่วงของ Intel Developer Forum, เพื่อนอาวุโสของ Intel Mark Bohr, ฝ่ายพัฒนาเทคโนโลยีลอจิกกล่าวว่าเขาสนใจ EUV มากสำหรับศักยภาพในการปรับขนาดและลดความซับซ้อนของกระบวนการไหล แต่กล่าวว่าแม้ว่า Intel สนใจ EUV มาก ยังไม่พร้อมในแง่ของความน่าเชื่อถือและความสามารถในการผลิต เป็นผลให้เขากล่าวว่าทั้งโหนด 14nm และ 10nm ไม่ใช้เทคโนโลยีนั้น ในตอนนั้นเขากล่าวว่า Intel นั้น "ไม่ได้เดิมพันกับมัน" สำหรับ 7nm และสามารถผลิตชิปที่โหนดนั้นโดยไม่ได้แม้ว่าเขาจะบอกว่ามันจะดีขึ้นและง่ายขึ้นกับ EUV

ข่าวดูเหมือนจะบ่งชี้ว่า Intel คิดว่า EUV อาจพร้อมสำหรับโหนดกระบวนการนั้น แม้ว่า ASML จะไม่ได้ยืนยันว่า Intel เป็นลูกค้า แต่ก็มี บริษัท จากสหรัฐอเมริกาที่ไม่ต้องการเครื่องมือจำนวนมาก และเวลาดูเหมือนจะเหมาะสมกับความต้องการการผลิต 7nm ของ Intel แต่ทราบว่าการประกาศเพียงกล่าวว่าระบบใหม่สองระบบถูกกำหนดให้มีการส่งมอบในปีนี้ส่วนที่เหลืออีก 15 slated สำหรับในภายหลังและ Intel เองก็ไม่ได้ยืนยันว่าจะใช้ 7nm มีแนวโน้มว่า Intel กำลังวางตำแหน่งตัวเองเพื่อให้หากเครื่องมือพัฒนาไปตามที่ ASML คาดการณ์จริง ๆ ก็สามารถใช้งานได้ที่ 7nm

แน่นอนว่าผู้ผลิตชิปรายใหญ่อื่น ๆ ส่วนใหญ่เป็นลูกค้าของเครื่องมือยุคแรก ๆ และ TSMC ก็เป็นแกนนำที่ต้องการให้มีอุปกรณ์ดังกล่าวสำหรับการผลิตในอนาคต คุณคาดหวังว่าผู้ผลิตชิปรายอื่น ๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง Samsung และ Globalfoundries จะเข้าร่วมเช่นกันและในที่สุดก็เป็นผู้ผลิตหน่วยความจำเช่นกัน

ในขณะเดียวกันมีการคาดเดามากมายเกี่ยวกับวัสดุใหม่ที่ถูกใช้ในกระบวนการกระบวนการใหม่เช่นเจอร์เมเนียมที่ทำให้เครียดและอินเดียมแกลเลียม arsenide นี่ก็จะเป็นการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่จากวัสดุที่ใช้อยู่ในปัจจุบัน อีกครั้งสิ่งนี้ยังไม่ได้รับการยืนยัน แต่มันน่าสนใจ

เมื่อรวมทั้งหมดนี้เข้าด้วยกันดูเหมือนว่าเทคนิคที่จำเป็นสำหรับการทำให้ชิปที่มีความหนาแน่นมากยิ่งขึ้นยังคงพัฒนาต่อไป แต่ค่าใช้จ่ายในการเคลื่อนย้ายไปสู่คนรุ่นใหม่แต่ละคนจะเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง