Chipfremstilling: euv tager et stort skridt

Efter al hype om 50-års jubilæum for Moore's lov i sidste uge, var der en reel indikation af, at de næste trin nærmer sig denne uge, da udstyrsproducent ASML annoncerede, at den havde nået en aftale om at sælge minimum 15 nye EUV-litografeværktøjer til en navngivet kunde i USA, næsten helt sikkert Intel.

Chipvirksomheder har i årevis talt om løftet om ekstrem ultraviolet (EUV) litografi og udtrykker det som en erstatning for nedsænkningslithografien, der er blevet standarden for at fremstille avancerede chips i mere end et årti. Med nedsænkningslithografi brydes små bølgelængder af lys gennem en væske for at udskrive de mønstre, der bruges til at skabe transistorer på en chip. Dette fungerede godt i flere generationer af chipfremstilling, men i de senere år, da avanceret chipproduktion er flyttet til 20-, 16- og 14nm-knudepunkterne, har chipproducenter været nødt til at bruge det, der kaldes "dobbelt mønstring" for at skabe endnu mindre mønstre på chipsene. Dette resulterer i mere tid og mere udgifter til at skabe lagene på chippen, der har brug for dobbelt mønstring; og dette vil kun blive sværere ved de efterfølgende generationer.

Med EUV kan lyset være meget mindre, og en chipproducent vil derfor have brug for færre passager for at skabe et lag af chippen, som ellers ville have brug for flere passager med nedsænkningslithografi. Men for at få dette arbejde med succes, er sådanne maskiner nødt til at kunne arbejde konsekvent og pålideligt. Det største problem har været at udvikle en plasma-energikilde - effektivt en højeffekt laser - der vil arbejde konsekvent og således erstatte den 193nm lyskilde, der er almindelig i nedsænkningsmaskinerne.

ASML har arbejdet med dette i årevis, og for et par år tilbage erhvervet Cymer, det førende firma, der forsøger at fremstille lyskilden. Omkring den samme tid modtog det investeringer fra sine største kunder - Intel, Samsung og TSMC. Undervejs offentliggjorde virksomheden masser af meddelelser om de fremskridt, det gjorde, da det flyttede fra værktøjer, der var i stand til at producere et par skiver i timen, indtil for nylig, når tallene er begyndt at komme nærmere de 100 skiver i timen eller så vil tage for at gøre EUV omkostningseffektivt.

ASML foretrækker at tale om en kombination af skiver pr. Dag og tilgængelighed, hvor lang tid værktøjet faktisk er i produktion. I sin indtjeningskald i sidste uge sagde virksomheden, at dets mål i år var at få værktøjer til at producere 1.000 skiver om dagen til et minimum af 70 procents tilgængelighed; og sagde, at en kunde allerede var i stand til at komme til 1.000 skiver om dagen (dog formodentlig ikke med den tilgængelighed). ASML's mål er at komme til 1.500 skiver pr. Dag i 2016, på hvilket tidspunkt det tror, ​​at værktøjet vil være økonomisk for nogle applikationer.

I sit indtægtskonferenceopkald i sidste uge sagde TSMC, at det har to værktøjer, der i øjeblikket er i stand til en gennemsnitlig wafer-gennemstrømning på et par hundrede skiver pr. Dag ved hjælp af en 80-watt strømkilde.

Ved sidste efterårs Intel Developer Forum sagde Intel Senior Fellow Mark Bohr, Logic Technology Development, at han var meget interesseret i EUV for sit potentiale i forbedret skalering og forenkling af processer, men sagde, at selvom Intel var meget interesseret i EUV, var det bare endnu ikke klar med hensyn til pålidelighed og fremstillbarhed. Som et resultat, sagde han, bruger hverken Intels 14nm eller 10nm noder denne teknologi. På det tidspunkt sagde han, at Intel "ikke satsede på det" i 7 nm og kunne fremstille chips på den knude uden det, skønt han sagde, at det ville være bedre og lettere med EUV.

Nyheden ser ud til at indikere, at Intel nu mener, at EUV muligvis er klar til denne procesknude. Selvom ASML ikke bekræftede, at Intel var kunden, er der virkelig ikke et andet amerikansk-firma, der har brug for så mange værktøjer; og timingen ser ud til at passe til Intels 7nm produktionsbehov. Men bemærk, at meddelelsen kun sagde, at to af de nye systemer var beregnet til levering i år, med resten af ​​de 15 planlagte til senere, og Intel har ikke selv bekræftet, at de vil bruge 7nm. Intel positionerer sig sandsynligvis, så hvis værktøjerne virkelig skrider frem i det tempo, som ASML forudsiger, kan de bruge det på 7nm.

Selvfølgelig har de fleste af de andre store chipproducenter også været kunder til tidlige værktøjer, og TSMC har også været meget vokal om at ville have sådan udstyr til fremtidig fremstilling. Du kan forvente, at andre chipstøberier, især Samsung og Globalfoundries, også er på linje, og til sidst også hukommelsesproducenterne.

I mellemtiden har der været mange spekulationer om, at nye materialer anvendes ved nye procesknudepunkter, såsom anstrengt germanium og indium galliumarsenid. Dette ville også være en stor ændring fra de materialer, der i øjeblikket bruges. Igen, dette er ikke blevet bekræftet, men det er interessant.

Samlet set ser det ud til, at de teknikker, der er nødvendige for at gøre endnu mere tætte chips, fortsætter med at forbedre, men at omkostningerne ved at flytte til hver ny generation fortsætter med at stige.