16 июня компания ASML, мировой лидер в производстве литографических машин, объявила о значительном технологическом достижении. Компания не только успешно поставила Intel первую в мире литографическую машину для сверхвысокой NA EUV (Extreme Ultraviolet), но и активно разрабатывает ещё более совершенные машины для сверхвысокой NA EUV. Ожидается, что эта технология выведет полупроводниковые процессы на беспрецедентный уровень, вплоть до 0.2 нм, что эквивалентно 2 ангстремам.

Стратегическое направление ASML в области литографии четко очерчено разработкой литографических машин с низким числом апертуры, высоким числом апертур и потенциальным будущим Hyper NA EUV (экстремальным ультрафиолетом).

Во-первых, машины для литографии Low NA EUV серии NXE с числовой апертурой (NA) 0.33 включают такие модели, как 3400B/C, 3600D и 3800E, а в будущем ожидаются такие модели, как 4000F, 4200G и другие. ASML стремится достичь массового производства по 2-нм техпроцессу к 2025 году, а к 1.4 году — до 2027-нм с помощью технологий множественных шаблонов.

Выходя за рамки Low NA, ASML представила литографические машины High NA EUV, входящие в серию EXE, с числовой апертурой 0.55. В эту серию входят такие модели, как 5000, 5200B, а в будущем ожидаются модели, такие как 5400, 5600 и другие. Литография с высокой числовой апертурой начинается с процессов ниже 2 нм, при этом Intel уже использует процесс 14A 1.4 нм. ASML прогнозирует, что массовое производство 1-нм процессов будет достигнуто примерно к 2029 году, а к 0.5 году возможно его сокращение до 0.7 или 2033 нм за счет использования нескольких шаблонов.

Заглядывая еще дальше, ASML исследует литографию Hyper NA EUV с числовой апертурой, потенциально достигающей 0.75 или выше. Серия HXE, выход которой ожидается примерно в 2030 году, нацелена на внедрение таких передовых процессов, как 0.2 нм, хотя осуществимость и конкретные рабочие характеристики все еще уточняются.

Важно отметить, что эти размеры узлов, например 0.2 нм, не соответствуют напрямую физическим размерам транзистора, а скорее представляют собой значительное улучшение показателей производительности и эффективности. Например, шаг металла для узлов размером 0.2 нм может первоначально находиться в диапазоне 16–12 нм, а затем постепенно увеличиваться до 14–10 нм.

Стратегия ASML предполагает использование единой платформы EUV для литографических машин с низкой/высокой/гиперной числовой апертурой, что обеспечивает экономически эффективную разработку, производство и внедрение. Такой подход обеспечивает плавный переход и обновление между технологиями.

Однако по мере приближения технологических пределов проблемы усугубляются. Машины для литографии с высокой числовой апертурой уже стоят около 350 миллионов евро каждая, и ожидается, что затраты на машины Hyper NA будут и дальше расти. Более того, физические ограничения технологии литографии становятся все более очевидными по мере уменьшения размеров.

Несмотря на эти проблемы, ASML и полупроводниковая промышленность продолжают стремиться к прорывам и инновациям для решения будущих возможностей и проблем в микроэлектронике.