Il 16 giugno, ASML, leader mondiale nelle macchine litografiche, ha annunciato un notevole progresso tecnologico. Non solo ha consegnato con successo a Intel la prima macchina litografica EUV (ultravioletto estremo) ad alta NA al mondo, ma sta anche sviluppando attivamente macchine EUV Hyper NA ancora più avanzate. Si prevede che questa tecnologia spingerà i processi di produzione dei semiconduttori a livelli senza precedenti, fino a 0.2 nm, equivalenti a 2 Å (angstrom).

L'attenzione strategica di ASML nel campo della litografia è chiaramente delineata con lo sviluppo di macchine litografiche a bassa NA, alta NA e potenziali future macchine per litografia Hyper NA EUV (Extreme Ultraviolet).

In primo luogo, le macchine litografiche Low NA EUV, della serie NXE con un'apertura numerica (NA) di 0.33, includono modelli come 3400B/C, 3600D e 3800E, con modelli futuri attesi come 4000F, 4200G e oltre. ASML mira a raggiungere la produzione in volume per processi a 2 nm entro il 2025, passando a 1.4 nm entro il 2027 con l’aiuto di tecniche multi-patterning.

Espandendosi oltre la bassa NA, ASML ha introdotto le macchine per litografia High NA EUV, parte della serie EXE con una NA di 0.55. Questa serie include modelli come 5000, 5200B, con futuri modelli anticipati come 5400, 5600 e oltre. La litografia ad alta NA inizia con processi a 2 nm, con Intel che già adotta il processo 14A a 1.4 nm. ASML prevede di raggiungere una produzione in volume per processi da 1 nm intorno al 2029, con una potenziale riduzione a 0.5 o 0.7 nm entro il 2033 con il multi-patterning.

Guardando ancora più avanti, ASML sta ricercando la litografia Hyper NA EUV con una NA che potenzialmente raggiunge 0.75 o superiore. La serie HXE, prevista intorno al 2030, mira a consentire processi avanzati fino a 0.2 nm, sebbene la fattibilità e le caratteristiche prestazionali specifiche siano ancora in fase di perfezionamento.

È importante notare che queste dimensioni dei nodi, come 0.2 nm, non corrispondono direttamente alle dimensioni fisiche dei transistor ma rappresentano piuttosto progressi significativi nei rapporti di prestazioni ed efficienza. Ad esempio, il passo del metallo per i nodi da 0.2 nm può variare inizialmente tra 16-12 nm, per poi passare a 14-10 nm.

La strategia di ASML prevede l'utilizzo di un'unica piattaforma EUV su macchine litografiche a bassa/alta/iper-NA, facilitando lo sviluppo, la produzione e l'implementazione economicamente vantaggiosi. Questo approccio garantisce transizioni e aggiornamenti fluidi tra le tecnologie.

Tuttavia, con l’avvicinarsi dei limiti tecnologici, le sfide si intensificano. Le macchine per litografia ad alta NA costano già circa 350 milioni di euro ciascuna, e si prevede che i costi aumenteranno ulteriormente per le macchine Hyper NA. Inoltre, i limiti fisici della tecnologia litografica stanno diventando sempre più evidenti man mano che le dimensioni si riducono.

Nonostante queste sfide, ASML e l’industria dei semiconduttori continuano a perseguire scoperte e innovazioni per affrontare le opportunità e le sfide future della microelettronica.