Японцы спасают мир от дорогих процессоров
Специалисты Окинавского института науки и технологий (Okinawa Institute of Science and Technology, OIST, Япония) создали EUV-сканер особой конструкции, в которой гораздо меньше компонентов, недели в сканерах нидерландской компании ASML, пишет портал Tom’s Hardware. За счет этого их себестоимость ниже, что, в свою очередь, может повлечь за собой снижение цены производства микросхем при массовом их использовании.
EUV-сканеры – оборудование для выпуска современных полупроводников в среде экстремального ультрафиолета (Extreme Ultra-Violet, EUV). С их помощью можно выпускать чипы по самым передовым технологиям, вплоть до современных 4 и 3 нм.
Что касается ASML, то это едва ли не монополист на этом рынке. Она является крупнейшим поставщиком EUV-сканеров с долей более на уровне 90% в мире (статистика fitchratings.com, май 2024 г.). Сканеры DUV (глубокий ультрафиолет, Deep UV), которые применяют для выпуска чипов по относительно старым нормам, тоже выпускает, по большей части, только она.
В нынешних EUV-сканерах ASML используется система из шести зеркал в составе оптической проекционной установки. Японские ученые предложили сократить их количество сразу втрое, то есть до двух штук, без потери функциональности, за счет чего и достигается снижение цены.
Чем дешевле, тем лучше
Как пишет Tom’s Hardware, в OIST разработали совершенно новую конструкцию EUV-сканера. По оценке экспертов портала, если устройство поступит в массовое производство, оно может изменить отрасль оборудования для производства чипов, если не всю полупроводниковую промышленность, поскольку больше не придется тратить десятки миллионов долларов на продукцию ASML и зависеть от нее ввиду почти полного отсутствия конкурентов.
Японские специалисты предложили компенсировать в системе из двух зеркал возможные оптические искажения, которые ASML исключала лишь при помощи большего количества зеркал, за счет использования особого метода выравнивания этих зеркал относительно друг друга.
Команда японских ученых решила, на самом деле, две основные проблемы в EUV-литографии, сократив при этом количество используемых оптических элементов. Они смогли предотвратить оптические аберрации и одновременно обеспеченить более эффективное распространение потока света. Метод «двойного линейного поля» (dual-line field), разработанный в OIST, сводит к минимуму искажения и повышает точность изображения на кремниевой пластине.
Проще – значит, надежнее
Еще одно ключевое преимущество EUV-сканера с двумя зеркалами вместо традиционных шести – более высокая надежность всей конструкции в целом. Она достигается как раз за счет меньшего количества узлов, которые потенциально могут сломаться.
Но и оставшиеся компоненты тоже могут выйти из строя. Однако и здесь простота конструкции является преимуществом – чем меньше узлов, тем ниже сложность обслуживания устройства.
Есть у японских сканеров с двумя зеркалами и еще одно достоинство – радикально меньшее энергопотребление в сравнении со сканерами ASML. Cистема работает с источником света EUV мощностью всего 20 Вт, что приводит к общему энергопотреблению менее 100 кВт. Для сравнения, традиционные системы EUV-литографии часто требуют более 1 МВт мощности, пишет Tom’s Hardware. Наконец, благодаря более низкому энергопотреблению новая литографическая система не требует сложной и дорогой системы охлаждения.
К коммерческому использованию почти все готово
Японские специалисты тщательно замерили производительность своей новой системы при помощи специального ПО. Результаты тестирования таковы, что новый двухзеркальный EUV-сканер вполне пригоден для производства полупроводников по передовым техпроцессам, то есть это реальный конкурент современных решений ASML.
К моменту выхода материала господству ASML на рынке EUV-сканеров ничего не угрожало – она пока еще может купаться в государственных деньгах и прибыли, получаемой с отгрузки EUV-сканеров в различные страны мира, кроме Китая. Но ученые из OIST уже подали заявку в патентное бюро на регистрацию своей новой технологии. Как пишет Tom’s Hardware, это прямо указывает на ее готовность к коммерциализации.
В OIST рассматривают свою разработку как важный шаг к решению целого ряда глобальных проблем, включая стоимость производства чипов и энергопотребление полупроводниковых фабрик, которые оказывают сильное негативное влияние на окружающую среду. Однако пока неясно, насколько именно ученые OIST близки к коммерциализации своего сканера, и когда они планируют начать его массовое производство.
Поделиться
