ASML şimdi analistlerin eleştirilerine karşılık verdi Yarı Analiz En azından bazı çip üreticileri için şirketin yeni nesil High-NA çip üretim araçlarını kullanmanın finansal olarak pek mantıklı olmadığına inananlar var. Ancak yakın zamanda yapılan bir röportajda Bitler ve Cipsler, şirketin CFO’su High-NA’nın yolunda ve sağlıklı olduğunu ve analist firmasının faydalarını hafife aldığını söyledi. Şirketin son kazanç açıklaması sırasında ASML CEO’su da raporla ilgili sorulara yanıt vererek yeni teknolojinin “hem mantık hem de bellek açısından çok açık bir şekilde en uygun maliyetli çözüm” olduğunu söyledi.
ASML’nin Twinscan EXE High-NA EUV litografi araçları, 2 nm’den küçük yeni nesil proses teknolojileri üretmek için hayati öneme sahiptir. Ancak bunlar aynı zamanda mevcut Twinscan NXE Low-NA aşırı ultraviyole (EUV) litografi araçlarından da önemli ölçüde daha pahalıdır; bazıları bunların maliyetinin 300 milyon ila 400 milyon dolar arasında olduğunu söylüyor. Ayrıca yarıya indirilmiş ağ gözü boyutu ve büyük boyutlar gibi başka özelliklere de sahipler; bu da bazı analistlerin aletlerin tüm üretim hatları için ekonomik olarak uygun olmadığını iddia etmesinin nedenlerinden biri.
Beklenebileceği gibi ASML bu değerlendirmeye katılmıyor ve şirketin CFO’su şunu söylüyor: Bitler ve Cipsler siparişlerin şirketin beklentileriyle eşleştiğini ve SemiAnalytics’in maliyetli ikili ve dörtlü modellemeden kaçınarak süreç karmaşıklığını azaltmanın değerini hafife aldığını söyledi. Ayrıca, Intel’in 10nm’deki başarısızlıklarına atıfta bulunarak, çift modellemenin neden olduğu komplikasyonlar hakkında Intel ile basitçe konuşulması gerektiğini söyledi; bu, en azından kısmen EUV teknolojisinin eksikliğinden kaynaklanıyordu.
Daha Basit Üretim
Çift ve dörtlü desenleme, normalde mümkün olandan daha küçük özellikler oluşturmak için bir levhanın aynı katmanının birden çok kez tekrar tekrar açığa çıkarılmasını içerir, ancak kusur olasılığını ortaya çıkarır, bu da verimi etkiler ve katmanı tek adımda basmaktan daha maliyetlidir.
Düşük NA araçlarıyla ikili ve dörtlü modellemenin genel maliyeti ve bunun Yüksek NA aracıyla tekli modellemeyle karşılaştırılması, ASML ile analistler arasındaki temel çekişme noktalarından biri gibi görünüyor.
Şimdiye kadar istekli bir okuyucu, eğer Düşük-NA EUV araçları çift desenleme ve/veya kullanarak öncekiyle aynı kritik boyutları elde edebiliyorsa, Yüksek-NA EUV ile bu kadar uğraşmanın nedenini muhtemelen soracaktır. desen şekillendirme araçları? Aslında Intel, bazı durumlarda maliyetli EUV çift desenlemeyi önlemek için Applied Materials’ın Centura Sculpta desen şekillendirme aracını Intel 20A akışına ekliyor. Bu arada Intel 18A gerçekten de hem Centura Sculpta desen şekillendirmesine hem de Twinscan NXE çift desenlendirmeye güveniyor.
Ancak EUV çift desenleme o kadar da kötü olmayabilir. Apple, yüz milyonlarca iPhone 15 Pro ve M3 tabanlı Mac’i içeren kitlesel pazar ürünleri için TSMC’nin çift desenleme kullandığı bildirilen N3B işlem teknolojisini kullanıyor.
ASML, çift modellemenin uygulanmasının bazı dezavantajlara yol açtığına inanıyor: EUV çift modelleme daha uzun üretim sürelerine yol açıyor, kusurların meydana gelme ihtimalini artırıyor ve potansiyel olarak üretilen çiplerin performans değişkenliğini etkiliyor. Ancak EXE:5000’in 8 nm’lik kritik boyutu (CD) sayesinde çip üreticileri üretim süreçlerini kolaylaştırabilirler.
Dökümhaneler High-NA EUV tarayıcılarını kullanmanın hem avantajlarını hem de dezavantajlarını kesinlikle biliyorlar, bu nedenle araştırma ve geliştirme çalışmalarına şimdiden başlıyorlar.
ASML tarafından yapılan açıklamada, “Müşterilerimiz 2024-2025’te Ar-Ge’lerine başlayacak ve 2025-2026’da yüksek hacimli üretime geçecekler” deniyor.
ASML yakın zamanda yeni High-NA makineleri hakkında daha fazla ayrıntı paylaştı; İşte araçların nasıl çalıştığının özeti.
ASML’nin yeni nesil Twinscan EXE’si 0,55 sayısal açıklıklı (NA) bir lense sahiptir, dolayısıyla 8 nm’lik (kritik boyut) bir çözünürlüğe ulaşacak şekilde ayarlanmıştır, bu da 13 nm çözünürlük sunan mevcut EUV araçlarından önemli bir ilerlemeye işaret etmektedir. Bu, tek pozlamada Low-NA araçlarına kıyasla transistörleri 1,7 kat daha küçük yazdırabileceği ve dolayısıyla 2,9 kat daha yüksek transistör yoğunluklarına ulaşabileceği anlamına gelir.
Düşük NA litho sistemleri, pahalı bir çift desenleme işlemiyle, iki pozlamayla da olsa benzer bir çözünürlüğe ulaşabilir. Sektörün 2025 ile 2026 yılları arasında benimsemeyi planladığı 3nm altı işlem teknolojilerini kullanan çiplerin üretimi için 8 nm’lik kritik boyutlara ulaşmak çok önemli.
Yüksek NA EUV uygulaması, fabrikaların EUV çift modelleme ihtiyacını ortadan kaldırmasına, süreçleri basitleştirmesine, muhtemelen verimi artırmasına ve maliyetleri azaltmasına olanak sağlamayı vaat ediyor. Ama aynı zamanda pek çok zorluğu da beraberinde getiriyor.
Yarıya İndirilmiş Pozlama Alanı
Bu arada ASML’nin 0,55 NA lensle donatılmış Twinscan EXE litografi araçları mevcut makinelerden tamamen farklı. Temel ve bariz fark aslında yeni ve daha büyük mercektir. Ancak daha büyük bir merceğin uyarlanması daha büyük aynalar gerektirir, bu nedenle Twinscan EXE araçları aynı zamanda anamorfik optik tasarıma da sahiptir.
Bu yaklaşım, ışığın retiküle daha dik bir açıyla çarpmasına neden olan, yansımayı azaltan ve levhaya desen aktarımını engelleyen daha büyük aynalar sorununu ele alır.
Deseni eşit biçimde küçültmek yerine, anamorfik optik onu farklı şekilde büyütür: bir yönde 4x, diğer yönde 8x. Bu, ışığın retikül üzerindeki geliş açısını azaltarak yansıma sorununu çözer. Ek olarak bu yöntem, çip üreticilerinin standart boyutlu retikülleri kullanmaya devam etmesine olanak tanıyarak yarı iletken endüstrisi üzerindeki etkiyi en aza indiriyor. Bu yaklaşımın bir sorunu vardır: genellikle Yüksek NA olarak adlandırılan, retikül boyutunu yarıya indiren görüntüleme alanının boyutunu yarıya indirir (33 mm x 26 mm’den 16,5 mm x 26 mm’ye).
Yarıya inen görüntüleme alanı boyutu, çip üreticilerini çip tasarımlarını ve üretim stratejilerini gözden geçirmeye sevk ediyor. Üst düzey GPU’lar ve AI hızlandırıcılar, retikül/görüntüleme alanı boyutlarının sınırlarını giderek daha fazla zorladığından, bu değişiklik özellikle önemlidir.
Daha Hızlı Aşamalar
Anamorfik optikleri ve Twinscan NXE sistemlerinin yarısı büyüklüğündeki pozlama alanları nedeniyle Twinscan EXE araçlarının, levha başına iki kat daha fazla pozlama gerçekleştirmesi gerekir, bu da mevcut makinelerin üretkenliğini yarıya indirir. Üretkenliği korumak (ve sonunda artırmak) için ASML, levha ve retikül aşamalarının hızını önemli ölçüde artırdı. EXE’nin levha aşaması 8g’de hızlanır, bu NXE’nin iki katıdır, retikül aşaması ise 32g’de dört kat daha hızlı hızlanır.
Bu geliştirme, Twinscan EXE:5000’in (deyim yerindeyse büyük ölçüde bir test sistemidir) 20 mJ/cm² dozda saatte 185’ten fazla levha yazdırmasına olanak tanır; bu, Twinscan NXE: 3600C’nin aynı dozda 170 levhalık çıktısını aşar. .
ASML, çip üretiminde High-NA teknolojisinin ekonomik uygulanabilirliğini sağlamak için Twinscan EXE:5200 araçlarıyla bu üretimi 2025 yılına kadar saatte 220 levhaya çıkarmayı planlıyor. Bu arada, yeni düğümler (yani daha düşük çözünürlük/kritik boyutlar) daha yüksek dozlar gerektirir, bu nedenle Twinscan NXE: 3600D, saatte 160 levha olmasına rağmen dozu 30 mJ/cm²’ye çıkarır. Bazı nedenlerden dolayı ASML, EXE sistemlerinin performansından 30 mJ/cm² dozunda bahsetmiyor.
Daha Büyük Fab’lar
ASML’nin High-NA EUV Twinscan EXE litografi araçları, Low-NA EUV Twinscan NXE litografi makinelerinden fiziksel olarak daha büyüktür. Mevcut ve yaygın olarak kullanılan ASML’nin Twinscan NXE’si, ışık kaynaklarını altlarına yerleştirir; bu da çok özel bir fabrika binası konfigürasyonu gerektirir ve bu araçların bakımını zorlaştırır. Buna karşılık, High-NA Twinscan EXE makineleri ışık kaynaklarını yatay olarak yerleştirir, böylece fabrika inşası ve servisi basitleşir, ancak daha büyük temiz oda alanı gerekir. Öte yandan bu, mevcut fabrikaların yükseltilmesini daha da zorlaştırıyor.
Bu arada TSMC’nin hâlihazırda özellikle Low-NA EUV Twinscan NXE litho makineleri için inşa edilmiş çok sayıda fabrikası var. Bu fabrikaları High-NA Twinscan EXE araçlarına yükseltmek karmaşık bir iştir.
Aletlerin kendi maliyetleri, yarıya indirilmiş retikül boyutu, bu aletlerin mevcut fabrika kabuklarına yerleştirilmesindeki zorluklar, mevcut Düşük-NA aletlerin çok iyi performansı ve tek bir hikaye çerçevesinde dikkate alınamayan diğer birçok spesifik faktör göz önüne alındığında, analistlerin neden bunu anlayabiliyoruz? Çin Rönesansı TSMC’nin bir süreliğine High-NA EUV araçlarını benimsemeye hazır olmadığına inanıyorum.
Özet
Gelişmiş çözünürlükleri, daha büyük boyutları ve yarıya indirilmiş pozlama alanıyla High-NA tarayıcıların benimsenmesi, yeni fotorezistlerin, metrolojinin, pelikül malzemelerinin, maskelerin, inceleme araçlarının geliştirilmesini ve hatta belki de yeni fabrika kabuklarının inşa edilmesini gerektirir. Temelde, Yüksek NA araçlarına geçiş, yeni araçlara ve destekleyici altyapıya önemli yatırımlar yapılmasını gerektireceğinden, benimsenmesi kolay olmayacaktır.
Ancak High-NA EUV geleceğin ta kendisidir ve büyük ölçekli dağıtımlar için mali açıdan uygun olup olmadığı sorusu, kaç çip üreticisinin araçları ne zaman üretime soktuğunu görene kadar kesin olarak yanıtlanamayacak.
