دوسری لہر: مقابلہ

DUV اور EUV دونوں 16nm اور 14nm پراسیس چپس کی بڑے پیمانے پر پیداوار کے بعد، ASML کی اعلیٰ درجے کی لتھوگرافی مشینیں ہمیشہ مارکیٹ میں بہت زیادہ مانگی جاتی رہی ہیں۔ TSMC، Samsung Electronics، Intel، اور مین لینڈ چین میں کئی بڑے ویفر فیبس ہر سال محدود تعداد میں لتھوگرافی مشینوں کے لیے مقابلہ کرتے ہیں۔

حالیہ برسوں میں، 7nm، 5nm، اور 3nm عمل کی بڑے پیمانے پر پیداوار کے ساتھ، EUV آلات کے لیے TSMC، Samsung Electronics، اور Intel کے درمیان مقابلہ تیزی سے سخت ہو گیا ہے۔

یہ اطلاع دی جاتی ہے کہ TSMC کے پاس تقریباً 60 EUV لتھوگرافی مشینیں ہیں، جو مارکیٹ میں بھیجے گئے کل EUV آلات میں سے 50% سے زیادہ ہیں۔ 2nm ریسرچ اور فیب کنسٹرکشن کی ترقی کے ساتھ، TSMC نے ہائی-NA (عددی یپرچر) EUV آلات پر زیادہ مطالبات کیے ہیں، ASML میں ایک اہم پوزیشن حاصل کرنے کے لیے ابتدائی آرڈرز جاری کیے ہیں۔

سام سنگ ہائی-NA EUV آلات بھی خرید رہا ہے اور اس نے ASML سے درخواست کی ہے کہ وہ آلات کو براہ راست ان کی فیکٹری میں جانچ کے لیے فراہم کرے، ASML کے لیے صارفین کی سہولیات پر آلات کو براہ راست بھیجنے اور جانچنے کے لیے ایک مثال قائم کرتا ہے۔ فی الحال، سام سنگ کے پاس TSMC کے مقابلے EUV لتھوگرافی مشینوں کی تعداد کا صرف 60% ہے، اور اس سے بھی کم۔ 2022 میں سام سنگ نے لگ بھگ 18 EUV ڈیوائسز خریدیں۔

2021 میں، Intel نے فاؤنڈری مارکیٹ میں واپسی کا اعلان کیا اور جدید پروسیس ٹیکنالوجی کے لیے ایک بلیو پرنٹ کی نقاب کشائی کی۔ وہ اگلے چار سالوں میں چپ پراسیس ٹیکنالوجی کی پانچ نئی نسلیں شروع کرنے کا ارادہ رکھتے ہیں۔ اس مقصد کو حاصل کرنے کے لیے، Intel ASML کی جدید ترین EUV لتھوگرافی مشینوں کے لیے بھی مقابلہ کر رہا ہے۔ 2021 کے دوسرے نصف میں، Intel نے اعلان کیا کہ اس نے TSMC اور Samsung سے پہلے ASML کے TWINSCAN EXE:5200 کے لیے آرڈر دیا ہے، NA 0.55 کے ساتھ EUV ڈیوائس جسے ASML اس وقت تیار کر رہا ہے۔ اس آلات کی یونٹ قیمت 300 ملین امریکی ڈالر تک پہنچتی ہے، اور مبینہ طور پر اس میں 220 سے زیادہ ویفرز فی گھنٹہ تک پہنچتے ہیں۔ ASML کے منصوبے کے مطابق، TWINSCAN EXE:5200 کو 2025 سے شروع ہونے والی توثیق اور چپ کی تیاری کے لیے 2024 کے آخر تک استعمال میں لایا جائے گا۔

ترقی پذیر جدید عمل کو پورا کرنے کے لیے، ASML زیادہ جدید EUV لتھوگرافی مشینیں تیار کر رہا ہے، بنیادی طور پر ہائی-NA پر توجہ مرکوز کر رہا ہے۔

ہائی-NA EUV آلات اعلی ریزولیوشن پیش کرتے ہیں، جس سے چپ کی کثافت میں کئی گنا اضافہ ہوتا ہے جبکہ نقائص، لاگت، اور چپ مینوفیکچرنگ سائیکلوں کو کم کیا جاتا ہے۔ نئے EUV آلات اعلی ریزولیوشن پیٹرننگ حاصل کرنے کے لیے اپنی NA ویلیو کو 0.33 سے 0.55 تک بڑھا دیں گے۔ 0.33 NA لیتھوگرافی مشین کے مقابلے میں، 0.55 NA کی ریزولوشن 13nm سے 8nm تک بہتر ہوتی ہے، جس سے زیادہ پیچیدہ انٹیگریٹڈ سرکٹ پیٹرن کی تیز اور بہتر نمائش ممکن ہوتی ہے اور 32nm سے 30nm پچ کے ساتھ سنگل پیٹرننگ کی حدوں کو عبور کیا جاتا ہے۔

اگرچہ سیمی کنڈکٹر مارکیٹ 2023 میں سست ہے، عالمی چپ کمپنیاں بشمول TSMC، Intel، Samsung، SK Hynix، اور Micron اب بھی فعال طور پر EUV آلات میں سرمایہ کاری کر رہی ہیں۔ TSMC اور Samsung 2024 میں اپنی 3nm صلاحیت کو بڑھا دیں گے، جبکہ Intel اس سال کے آخر میں EUV ٹیکنالوجی کا استعمال کرتے ہوئے اپنی پہلی Intel 4 پروسیس چپ کی بڑے پیمانے پر پیداوار شروع کر دے گا۔

ASML نے بتایا کہ مین اسٹریم 0.33 NA کے لیے، 2021 میں، 5nm پروسیس ٹیکنالوجیز کا استعمال کرتے ہوئے ویفر فیبس فی ویفر ماسک کی اوسطاً 10 پرتیں تھیں۔ تاہم، 3 میں 2023nm کی بڑے پیمانے پر پیداوار کے ساتھ، اوسط ویفر ماسک کی تہوں کی 20 تہوں تک پہنچ جائے گی۔

جہاں تک DRAM کا تعلق ہے، فی الحال، EUV ٹیکنالوجی کے ساتھ 5 لیئر ماسک کی تیاری ممکن ہے، لیکن 2024 میں، یہ بڑھ کر 8 تہوں تک پہنچ جائے گی۔ کچھ عمل کثیر پیٹرننگ کو اپنائیں گے، اور ہر ویفر میں ماسک کی 10 پرتیں ہوں گی۔

ASML کے اعدادوشمار کے مطابق، جیسا کہ wafer fabs اور DRAM مینوفیکچررز اپنے EUV کیپیٹل اخراجات میں اضافہ کرتے ہیں، 2023 کی پہلی سہ ماہی تک، کمپنی نے 136 EUV لیتھوگرافی مشینیں بھیجی ہیں۔

اس ہفتے، ASML کے سی ای او پیٹر ویننک نے کہا کہ ان سے توقع ہے کہ وہ انڈسٹری کا پہلا EUV ڈیوائس لانچ کریں گے جس کا عددی یپرچر 0.55، TWINSCAN EXE:5000 ہوگا۔ تاہم، اس ڈیوائس کو بنیادی طور پر تحقیق اور ترقی کے لیے استعمال کیا جائے گا تاکہ کمپنی کے صارفین کو نئی ٹیکنالوجی اور اس کے افعال سے واقف کرایا جا سکے۔ جیسا کہ پہلے ذکر کیا گیا ہے، ان میں سے ہر ایک ڈیوائس کی قیمت 300 ملین امریکی ڈالر سے زیادہ ہے۔

اس سال، ASML اپنا TWINSCAN EXE:5000 آلات ایک نامعلوم صارف کو بھیجے گا، جو ممکنہ طور پر Intel ہے۔ انٹیل نے پہلے اپنی 2025A (~ 18nm) پروسیس ٹیکنالوجی کے ساتھ 1.8 سے ہائی-NA TWINSCAN EXE آلات کا استعمال کرتے ہوئے بڑے پیمانے پر پیداوار (HVM) شروع کرنے کے منصوبوں کا اعلان کیا۔ لہذا، Intel 2018 سے فعال طور پر ہائی-NA لیتھوگرافی کے آلات کی تلاش کر رہا ہے اور اس نے TWINSCAN EXE:5000 اور TWINSCAN EXE:5200 کے کمرشل ورژن دونوں کے آرڈرز دیے تھے۔

Intel کے مقابلے میں، TSMC اور Samsung EUV آلات کو 0.55 کے NA کے ساتھ تھوڑی دیر بعد اپنائیں گے، لیکن 2030 کے بعد نہیں۔

سال 2023 کے لیے، مہدی حسینی، سسکیہنا انٹرنیشنل گروپ کے ایک سینئر تجزیہ کار، کا خیال ہے کہ TSMC کا 3nm عمل لاگت کے لحاظ سے متعدد پیٹرننگ کے لیے EUV آلات کو استعمال کیے بغیر اعلیٰ حجم کی پیداوار حاصل نہیں کر سکتا۔ TSMC فی الحال NXE:3600D استعمال کرتا ہے، جس میں 160 ویفرز فی گھنٹہ (wph) ہے۔

ASML اس سال کے آخر تک نیا ہائی-NA NXE:3800E متعارف کرائے گا۔ EUV متعدد پیٹرننگ کے لیے مجموعی لاگت میں کمی کے ساتھ، NXE:3800E ابتدائی طور پر 195 ویفر فی گھنٹہ تیار کر سکتا ہے اور وقت کے ساتھ ساتھ فی گھنٹہ 220 ویفرز کے تھرو پٹ حاصل کرنے کے لیے بہتر بنایا جا سکتا ہے، جو NXE:30D کے مقابلے میں 3600 فیصد بہتری کی نمائندگی کرتا ہے۔

تیسری لہر: اٹھنا

امریکہ کی جانب سے سرزمین چین کو وسط سے اعلیٰ درجے کے DUV اور EUV آلات کی فروخت پر پابندی عائد کرنے کے بعد، لتھوگرافی کی تیسری لہر کی جنگ خاموشی سے شروع ہو گئی۔ اس میں پابندیاں، جوابی اقدامات کے ساتھ ساتھ لتھوگرافی ٹیکنالوجی کی ترقی اور خود انحصاری کی نئی لہر بھی شامل ہے۔

فی الحال، مین لینڈ چین میں ویفر فیبس 14nm سے نیچے اعلی درجے کی چپس تیار کرنے کے لیے وقف شدہ لتھوگرافی مشینیں خریدنے سے قاصر ہیں۔ اگر DUV آلات کے پرانے ورژن 14nm اور 7nm چپس بنانے کے لیے استعمال کیے جاتے ہیں، تو متعدد نمائشوں کی ضرورت ہوتی ہے، جس کے نتیجے میں نمایاں طور پر زیادہ لاگت آتی ہے اور پیداوار کو بہتر بنانے میں مشکلات پیش آتی ہیں۔

یکم ستمبر تک، نیدرلینڈز کے تازہ ترین سیمی کنڈکٹر آلات کے برآمدی کنٹرول کے اقدامات مین لینڈ چین کو بالغ عمل کے لیے DUV آلات کی برآمد پر مزید پابندی لگاتے ہیں، جن میں 1nm-38nm عمل شامل ہیں۔

اس ہفتے، ASML نے اعلان کیا کہ انہوں نے ڈچ حکومت کو TWINSCAN NXT:2000i اور مستقبل میں وسرجن لیتھوگرافی مشینوں کے لیے برآمدی لائسنس کی درخواست جمع کرائی ہے۔ ڈچ حکومت نے اس سال کے آخر تک TWINSCAN NXT:2000i اور مستقبل کے آلات کے چینی صارفین کو ترسیل کے لیے ضروری لائسنس جاری کر دیا ہے۔ تاہم، کمپنی کا اندازہ ہے کہ وہ جنوری 2024 کے بعد متعلقہ برآمدی لائسنس حاصل نہیں کر سکیں گے۔

4 ستمبر کو، ASML کے سی ای او پیٹر ویننک نے ایک ٹیلی ویژن پروگرام کے دوران کمپنی کو درپیش ایکسپورٹ کنٹرولز اور تحفظ پسندی پر اپنے خیالات کا اظہار کیا۔ انہوں نے زور دے کر کہا کہ برآمدی کنٹرول کے ذریعے سرزمین چین کو مکمل طور پر الگ تھلگ کرنا قابل عمل طریقہ نہیں ہے۔ Xiaomi Mate 60 Pro میں استعمال ہونے والی چپس میں پیش رفت بالواسطہ طور پر اس نکتے کو واضح کرتی ہے۔ یہ پابندیاں دراصل سرزمین چین کو جدت میں اپنی کوششوں کو دوگنا کرنے پر مجبور کر رہی ہیں۔ انہوں نے کہا کہ اگر یورپ اور امریکہ ٹیکنالوجی کا اشتراک کرنے کو تیار نہیں ہیں تو سرزمین چین اپنی تحقیق خود کرے گا، ایسے حل تلاش کرے گا جن پر مغربی کمپنیوں نے غور نہیں کیا ہے۔ مغربی حکومتوں کی پابندیوں کی پالیسیاں سرزمین چین میں جدت اور تخلیقی صلاحیتوں کو فروغ دے رہی ہیں۔

پیٹر ویننک نے متنبہ کیا کہ سرزمین چین نئی ٹیکنالوجیز اور مصنوعات ڈیزائن کرے گا، جس سے عالمی مقابلہ شروع ہو سکتا ہے۔ وال اسٹریٹ جرنل نے پہلے رپورٹ کیا تھا کہ جب اکتوبر 2022 میں امریکہ نے چپ کی فروخت کی پابندیوں کو اپ گریڈ کیا تو مین لینڈ چینی کمپنیوں نے صرف 2.4 بلین ڈالر مالیت کے سیمی کنڈکٹر آلات درآمد کیے، جو کہ دو سال قبل پابندی کے نفاذ کے بعد سے سب سے کم تعداد ہے۔ اس سے ظاہر ہوتا ہے کہ چین کی سیمی کنڈکٹر آلات کی صنعت درآمدات پر انحصار کم کرنے کی کوشش کر رہی ہے، اور خود انحصاری کے حصول کا عمل تیز ہو رہا ہے۔