دانش و فناوری

دستگاه ۳۰۰ میلیون دلاری ASML به تولید تراشه های قدرتمند زیر ۳ نانومتر کمک می‌کند

شرکت هلندی ASML، یکی از بزرگترین شرکت های اروپایی، در حال کار بر روی نسخه جدیدی از دستگاه سولترا لیتوگرافی اشعه ماوراء بنفش (EUV) است که برای حکاکی الگوهایی در محیط های سیلیکونی استفاده می شود که تولید پیشرفته ترین تراشه های جهان را آسان تر می کند.

دستگاه تولید تراشه 3 نانومتری

ASML که مقر آن در Veldhoven، روستای کوچکی در نزدیکی شهر آیندهوون هلند است، تنها شرکتی در جهان است که قادر به تولید چنین تجهیزات پیشرفته EUV است. با این حال، شرکت به اینجا ختم نمی شود.

ابزار EUV فعلی این شرکت توسط TSMC، سامسونگ و اینتل برای تولید تراشه‌هایی استفاده می‌شود که در نهایت به جدیدترین رایانه‌های شخصی و گوشی‌های هوشمند راه پیدا می‌کنند. اما نسخه جدیدی از ابزار EUV در خط تولید این شرکت وجود دارد بالا NA (NA مخفف عبارت عددی دیافراگم است) و ممکن است به سازندگان تراشه اجازه دهد تا تراشه های پیچیده ای را برای تامین انرژی نسل بعدی دستگاه های الکترونیکی تولید کنند.

ASML در سال 1984 تأسیس شد، زمانی که Philipp Electr و سازنده تراشه Advanced Semiconductor Materials International تصمیم گرفتند شرکت جدیدی را برای توسعه سیستم های لیتوگرافی در صنعت رو به رشد نیمه هادی راه اندازی کنند. این شرکت که اکنون ASM Lithography نامیده می شود، به عنوان بزرگترین شرکت امروزی، در سوله ای در نزدیکی دفتر مرکزی فیلیپس در آیندهوون شروع به کار کرد.

امروزه ارزش این شرکت 329 میلیارد دلار است و برخی از سرمایه گذاران فناوری انتظار دارند تا پایان سال 2022 به 500 میلیارد دلار برسد. ASML همچنین بزرگترین شرکت فناوری در اروپا از نظر ارزش بازار و یکی از بزرگترین شرکت های جهان است. بیش از 31000 کارمند در سراسر هلند، ایالات متحده، کره جنوبی، تایوان و چین دارد.

دستگاه های EUV چگونه کار می کنند؟

دستگاه تولید تراشه 3 نانومتری

دستگاه تولید تراشه 3 نانومتری

EUV ها پرتوهای نور بسیار نازکی را روی مدارهای سیلیکونی که با مواد شیمیایی “سبک” درمان شده اند، ساطع می کنند. در جایی که نور با مواد شیمیایی تعامل می کند، الگوهای پیچیده ای در ویفری که به دقت قرار داده شده است، شکل می گیرد. این فرآیند منجر به تشکیل ترانزیستورهای بسیار مهم می شود، به عنوان مثال. لیتوگرافی این شناخته شده است.

ترانزیستورها یکی از اجزای اصلی برق مدرن هستند و جریان الکتریکی را در مدار به گردش در می آورند. به طور کلی، اکثر ترانزیستورها را می توان بر روی یک تراشه، به خصوص آن تراشه، نصب کرد قدرتمندتر است و موثرتر خواهد بود.

همه سیستم های ریتووگرافی ASML را در EUV قدرتمند نمی کنند. EUV آخرین فناوری است که چند سال پیش توسط این شرکت برای تولید تراشه های با کیفیت معرفی شد. در حال حاضر، DUV (فرابنفش عمیق) هنوز فناوری پیشرو در صنعت است.

کریس میلر، استادیار دانشکده حقوق و دیپلماسی فلچر در دانشگاه تافتس، CNBC او گفت که سازندگان تراشه می خواهند از حداقل مدت نور در لیتوگرافی برای قرار دادن چندین ترانزیستور روی هر قطعه سیلیکون استفاده کنند. تراشه های TSMC در جدیدترین آیفون های اپل که با دستگاه های EUV ASML ساخته شده اند، حدود 10 میلیارد ترانزیستور در خود دارند.

توسعه یک ابزار جدید

دستگاه تولید تراشه 3 نانومتری

دستگاه تولید تراشه 3 نانومتری

دستگاه جدید پیشرفته NA بسیار بزرگتر، گرانتر و بهبود یافته تر از دستگاه EUV ASML فعلی است.

سخنگوی ASML به CNBC گفت:این ابزار دارای یک طراحی اپتیک جدید است و به مراحل سریع تری نیاز دارد.آنها افزودند که دستگاه Advanced NA دارای وضوح بالایی است که 1.7 بار ویژگی های تراشه های کوچک و 2.9 برابر افزایش تراکم تراشه را قادر می سازد.

سخنران ASML ادامه داد:با استفاده از این پلت فرم، مصرف کنندگان تعداد مراحل فرآیند را کاهش خواهند داد. این یک انگیزه بزرگ برای آنها برای استفاده از این فناوری خواهد بود. این پلت فرم کاهش قابل توجهی در عیوب، هزینه و زمان چرخش فراهم می کند.

گزارش شده است که هر یک از EUV های فعلی بیش از 100000 قطعه دارد که در 40 چمدان یا چهار جت بزرگ در سراسر جهان حمل می شود. گفته می شود هر یک از این دستگاه ها حدود 140 میلیون دلار قیمت دارند.

میلر توضیح می دهد: «آنها روی کارشان آرام نمی گیرند». وی افزود که دستگاه جدید این شرکت امکان طراحی های ویژه تراشه های سیلیکونی را فراهم می کند.

اولین ماشین High NA هنوز در دست توسعه است و اولین نمونه های اولیه قرار است از سال 2023 در دسترس سازندگان تراشه قرار گیرند تا آزمایش و یادگیری نحوه کار با آن را آغاز کنند.

مصرف کنندگان می توانند تا سال 2024 و 2025 از آن در تحقیق و توسعه خود استفاده کنند. سپس از سال 2025 به بعد این دستگاه در محصولات با حجم بالا مورد استفاده قرار می گیرد.

در ماه جولای، پت گلسینگر، مدیر عامل اینتل گفت که این شرکت انتظار دارد اولین کسی باشد که دستگاه ASML High NA را خریداری می کند.

میلر ادامه می دهد: “من او را کتک زدم [مدیرعامل اینتل] شما هزینه زیادی برای این دستگاه پرداخت کردید زیرا قطعا او تنها کسی نیست که دوست دارد اول آن را داشته باشد.”

Maurits Tichelman، معاون بازاریابی و فروش اینتل، به CNBC گفت: “برترین EUV NA تغییر تکنولوژیکی بزرگ بعدی در رویکرد EUV است.”

او اضافه کرد: ما اولین دریافت کنندگان دستگاه جدید NA خواهیم بود و سعی داریم سال 2025 را به شما معرفی کنیم. او از گفتن تعداد دستگاه هایی که اینتل سفارش داده است خودداری کرد.

Tichelman ادامه داد که دستگاه جدید High NA EUV برای ایجاد الگوهای دقیق از لنز بازشو 0.33 به 0.55 با وضوح بالا تغییر می کند.

دهانه بالایی اجازه می دهد تا پرتو عریض EUV قبل از برخورد با ویفر در داخل دستگاه قرار گیرد. هرچه پرتو پهن تر باشد، تیزتر در تماس با ویفر قرار می گیرد که دقت چاپ خطی را افزایش می دهد. این امکان هندسه‌های کوچک‌تر و فرکانس‌های بسیار کوچک‌تر را فراهم می‌کند و در عین حال چگالی ترانزیستور را نیز افزایش می‌دهد.

آلن پریستلی، تحلیلگر نیمه هادی در گارتنر، به CNBC گفت که دستگاه جدید ASML به سازندگان تراشه اجازه می دهد تا تراشه های کمتر از 3 نانومتر تولید کنند. در حال حاضر بزرگترین تراشه های جهان سه نانومتر یا بیشتر هستند.

پریستلی افزود: تجهیزات پیشرفته NA حدود 300 میلیارد دلار هزینه دارد که دو برابر تجهیزات EUV موجود است و به فناوری لنز جدید نیاز دارد.

تراشه ها چگونه تولید می شوند

تراشه ها معمولاً شامل 100 تا 150 لایه در یک ویفر سیلیکونی هستند. با این حال، تنها پیچیده ترین لایه ها باید با مواد EUV ساخته شوند، در حالی که لایه های ساده را می توان با سازنده های DUV و ASML تولید کرد.

ساخت EUV ها سال ها طول می کشد و ASML می تواند تنها مقدار زیادی در سال ارائه دهد. سال گذشته طبق آمارهای مالی تنها 31 دستگاه از این دستگاه به فروش رفت و در مجموع تنها 100 دستگاه از آن در سراسر جهان موجود بود.

سید علم، مدیر نیمه هادی ها در Accenture می گوید: در مقایسه با تجهیزات سنتی EUV، دستگاه NA Advanced لنز بزرگتری را ارائه می دهد که قادر به چاپ الگوهای کوچکتر و تسهیل تولید کارآمد تراشه های قدرتمند است.

او اضافه کرد: «تولیدکنندگان چیپ‌سازهایی که قصد چاپ اقلام کوچک روی تراشه‌های خود را دارند، باید بر تکنیک‌های طراحی زمان‌بر و زمان‌بر تکیه کنند.

علم در ادامه توضیح داد که تولیدکنندگان تراشه‌ساز باید تعادلی بین عملکرد بهتر و هزینه‌های بالاتر مرتبط با ماشین‌های پیشرفته ایجاد کنند.

او گفت: این امر به ویژه در مورد ماشین‌های High NA EUV صادق است، جایی که لنزهای بزرگ به هزینه‌های خرید و ذخیره‌سازی بیشتری نیاز دارند.

نمایش بیشتر
دکمه بازگشت به بالا