?熱搜!ASML新一代光刻機曝光!制造工藝可到0.2nm、芯片電路減少66%!
來源:芯榜+
5月 20日,荷蘭 ASML 公司制造新一代EUV光刻機,登上熱搜。
EUV,即 ASML 最先進的機器所使用的光波波長,指的是電磁波譜中波長從 121 納米到 10 納米的電磁輻射所在的頻段。ASML CEO 彼得·溫寧克(Peter Wennink)告訴媒體,過往 10 年間該公司已出售大約 140 臺 EUV 光刻機,單價約 2 億美元一臺。
新一代光刻機擁有:高產(chǎn)能和高數(shù)值孔徑 (High-NA) EUV 曝光系統(tǒng)
01五家客戶訂購,芯片電路減少66%
據(jù)報道,ASML 正制造新款極紫外光線(EUV,extreme ultraviolet)光刻機,預計每臺售價約 4 億美元,或?qū)⒃?2023 年上半年完成制造,并有望在 2025 年用于芯片供應商。
為了實現(xiàn)在2nm世代制造更精細的半導體,我們需要具有高產(chǎn)能和高數(shù)值孔徑 (High-NA) 的下一代 EUV 曝光系統(tǒng)。
High-NA EUV光刻機的工作原理類似于當今的 EUV 光刻,但存在一些關鍵差異。例如與傳統(tǒng)鏡頭不同,高數(shù)值孔徑工具包含一個變形鏡頭,支持一個方向放大 8 倍,另一個方向放大 4 倍。所以字段大小減少了一半。
在某些情況下,芯片制造商會在兩個掩模上加工一個芯片。然后將掩??p合在一起并印刷在晶圓上,這是一個復雜的過程。
據(jù)悉,該光刻機重達 200 多噸,有“雙層巴士”那么大,旨在生產(chǎn)可用于手機、筆記本電腦、汽車以及人工智能等領域的計算機芯片上所需的微觀電路。
據(jù)報道,ASML正制造新款極紫外光線(EUV)光刻機,預計每臺售價約4億美元,或?qū)⒃?023年上半年完成制造,并有望在2025年用于芯片供應商。
ASML希望從2024年起在客戶工廠安裝該機器。ASML宣布,即將推出的EUV已經(jīng)有五家以上的客戶訂購。該機器有望使芯片電路減少66%。
02imec:芯片制造工藝可到0.2nm
摩爾定律已死的說法也傳了多年,因為在28nm節(jié)點之后芯片工藝迭代越來越困難。
臺積電、三星等公司靠著各種技術手段將芯片制成推進3nm節(jié)點,1nm之后,量子隧穿效應有可能會讓半導體失效。
未來工藝會如何走?在日前的FUTURE SUMMITS 2022大會上,IMEC(比利時微電子中心)展示了最新的路線圖,一路看到了2036年的0.2nm工藝。
簡單來說,今年試產(chǎn)N3工藝之后,2024年會有2nm工藝,2026年則是A14工藝——A代表的是埃米,是納米之后的尺度,A14工藝可以理解為1.4nm工藝,Intel之前提出的A20、A18工藝就相當于2nm、1.8nm工藝。
臺積電在3nm工藝完成研發(fā)之后會把團隊轉(zhuǎn)向未來的1.4nm工藝研發(fā),預計6月份啟動。
接著看路線圖,IMEC預計在2028年實現(xiàn)A10工藝,也就是1nm節(jié)點了,2030年是A7工藝,之后分別是A5、A3、A2工藝,2036年的A2大概相當于0.2nm節(jié)點了。
IMEC的路線圖基本上還是按照摩爾定律2年升級一代的水平發(fā)展的,證明了未來芯片工藝還可以迭代下去。
當前的尖端半導體器件采用了“FinFET(翅片型電場效應晶體管)”結(jié)構(gòu),但是預計從2nm世代以后開始將采用下一代晶體管“GAA(Gate-Al-Around)”、“CFET(Commplementary FET)”等。
為了實現(xiàn)這一點,需要在晶體管內(nèi)的通道中應用諸如二硫化鎢等新材料。
與此同時,實現(xiàn)1nm及以下工藝,晶體管架構(gòu)也要改變,我們知道臺積電及三星會在3nm或者2nm節(jié)點放棄FinFET轉(zhuǎn)向GAA結(jié)構(gòu),而在A5之后還要再轉(zhuǎn)向CFET晶體管結(jié)構(gòu)。
總之,挑戰(zhàn)是巨大的,要知道IMEC這個預測還是很樂觀的,但未來10多年的發(fā)展中,新工藝不跳****是不可能的,0.2nm工藝或許要到2040年時代才有可能了。
ASML的CEO Peter Wennink 展示 High-NA 的EUV曝光裝置
imec:半導體制造是有代價的!
呼吁半導體價值鏈聯(lián)合起來!
在活動中,除了imec之外,還有多家半導體相關企業(yè)也進行了演講。ASML CEO Peter Wennink介紹了EUV曝光裝置的開發(fā)狀況,他說“今后15~20年將為業(yè)界的發(fā)展提供支援”。他還表示,“為了實現(xiàn)1.4nm世代以后的發(fā)展,需要強有力的合作”,強調(diào)了與各種合作伙伴企業(yè)合作的重要性。
imec的聲明說:“半導體行業(yè)正以前所未有的需求蓬勃發(fā)展。芯片作為我們智能便攜式設備、物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)和計算基礎設施的組成部分,嵌入到我們的日常生活中。
“然而,半導體制造是有代價的。它需要大量的能源和水,并產(chǎn)生危險廢物。要解決這個問題,整個供應鏈都需要做出承諾,而生態(tài)系統(tǒng)方法將是關鍵?!?/span>
雖然system和fabless公司已經(jīng)在投資對其供應鏈和產(chǎn)品進行脫碳,承諾到2030年或2040年實現(xiàn)碳中和的,但由于可用的生命周期分析數(shù)據(jù)有限,它們通常對芯片制造對未來技術的貢獻缺乏準確的見解。
imec通過其SSTS計劃,呼吁整個半導體價值鏈聯(lián)合起來,減少半導體行業(yè)的環(huán)境足跡。該計劃結(jié)合了imec的合作伙伴生態(tài)系統(tǒng)、加工技術、基礎設施和機械方面的見解,為整個行業(yè)提供合作伙伴。
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