Imec, 350 milyon Euro karşılığında yüksek NA EUV sistemini aldı

yakın bildirim

Bu makale İngilizce olarak da mevcuttur. Teknik yardımla tercüme edildi ve yayınlanmadan önce editoryal olarak gözden geçirildi.

Bunu bir daha gösterme.

Belçika Üniversitelerarası Mikroelektronik Merkezi (Imec), Avrupalı ​​ortaklarıyla birlikte yarı iletken üretimini önemli ölçüde geliştiriyor. Temiz odasının 2000 metrekare kadar genişletilmesi, en yeni nesil litografi sistemleri için alan yaratıyor: yüksek sayısal açıklığa (High-NA EUV) sahip aşırı ultraviyole ışık kullanan bir sistem. Araştırma merkezi halihazırda önceki düşük NA EUV sistemlerini kullanıyor; Imec'in daha önce Eindhoven'daki ASML'de yalnızca yüksek NA EUV'ye sahip birine erişimi vardı.

Imec, genişlemeyi NanoIC pilot hattı olarak adlandırıyor. Belçika'nın yanı sıra Almanya'dan Fraunhofer, Fransa'dan CEA-Leti, Finlandiya'dan VTT, Romanya'dan CSSNT ve İrlanda'dan Tyndall Ulusal Enstitüsü de katılıyor. Araştırma yarı iletken fabrikasının satın alınması ve işletilmesi için gereken para bu ülkelerden ve AB'nin iki finansman kaynağı olan Digital Europe ve Horizon Europe'tan geliyor. ASML'den yüksek NA EUV sisteminin 18 Mart 2026'da gelmesi planlanıyor.

Ön planda araştırma

Avrupa'nın çip üreticileri en modern üretim süreçlerine yönelik yarıştan çoktan vazgeçmiş olsa da araştırmalar sürdürülmeye devam ediyor. Imec bir yandan yeni süreç nesilleri geliştirmek için TSMC ve Intel gibi sözleşmeli çip üreticileriyle çalışıyor. Öte yandan Avrupalı ​​çip tasarımcıları süreç tasarım kitlerine (PDK'ler) erişim kazanıyor. Imec ayrıca tedarikçilerle spesifikasyonlar üzerinde de çalışıyor.

Yakın zamanda Imec, yeni nesil A14 (eski adıyla “1,4 nm”) için ilk sanal çip tasarımlarına olanak tanıyan bir PDK'yı sundu. Başka bir PDK, doğrudan işlemcilere veya diğer yongalara gömülü Dinamik Rastgele Erişim Belleğine (DRAM) ayrılmıştır. eDRAM'in bellek çubuklarındaki normal DRAM ile Statik Rastgele Erişim Belleği (SRAM) arasındaki boşluğu doldurması amaçlanır. SRAM özellikle hızlı olmasına rağmen DRAM ile karşılaştırıldığında küçük bir kapasiteye sahiptir.

DRAM ve mantığın birleşimi karmaşıktır çünkü DRAM'in üretim teknolojisi, işlemciler gibi mantık yongalarınınkinden önemli ölçüde farklıdır. Imec ile birlikte oluşturulan tasarımlar sonuçta diğer üretim süreçlerine de uyarlanabiliyor. PDK'lar Cadence ve Synopsys'in popüler Elektronik Tasarım Otomasyonu (EDA) araçlarıyla uyumludur.

Yüksek NA EUV çözünürlüğü daha da geliştirir

Yüksek NA EUV'ye sahip litografi sistemleri, 2030'a doğru en modern üretim süreçleri için vazgeçilmez hale gelecek. Intel, 2027'den itibaren 14A sürecinde yüksek NA EUV'yi kullanmak istiyor; bunu küresel pazar lideri TSMC daha sonra takip edecek. Her iki şirket de halihazırda bu tür sistemleri test amaçlı kullanıyor.

Hollandalı ASML, Almanya'nın da yardımıyla bu sistemleri üretebilen tek şirkettir: Zeiss gerekli aynaları ve lensleri, Trumpf ise lazerleri tedarik etmektedir. Yüksek NA EUV sisteminin maliyeti, önceki düşük NA EUV sistemlerinin yaklaşık iki katı kadar, yaklaşık 350 milyon Euro'dur.

Sayısal açıklık yakalanan ışık miktarını ifade eder. Çip üreticilerinin pozlama çözünürlüğünü artırmak için kullanabileceği iki faktörden biridir. Diğeri ise ışığın dalga boyudur. ASML, 13,5 nanometre dalga boyuna sahip EUV ışığına güveniyor ve bu konuda halihazırda çok büyük çaba harcıyor.

Yüksek güçlü bir lazer, 50.000 kalay damlasını saniyede iki ila üç kez bombardıman ederek önce onları deforme eder, ardından gerekli ışığı yayan plazmayı oluşturur. 13,5 nanometrelik ASML halihazırda X-ışını ışığının sınırındadır.

Bu nedenle endüstri, 0,33 değerinden (düşük NA) 0,55'e yükselen sayısal açıklığa odaklanıyor. Bu değişim, her ne kadar yönetilebilir olsa da, kendi sorunlarını da beraberinde getiriyor. Dış boyutlar çok dikkat çekicidir: Twinscan EXE:5200B gibi yüksek NA EUV sistemi, Twinscan NXE:3400C gibi düşük NA modelinden önemli ölçüde daha uzundur. Bu genellikle yeni, daha yüksek yarı iletken tesisler gerektirir.

İçeride daha da karmaşık optik sistemler kullanılıyor. Yüksek NA EUV daha büyük aynalar gerektirir. Transistör planlarına sahip çip maskeleri, yalnızca anamorfik mercek sayesinde ışığı yansıtmaya devam edebilir.

Resim 1 itibaren 2

ASML Twinscan EXE:5200B (Yüksek Yok)

Yüksek NA EUV'nin gerçek faydaları

ASML mümkün olan en küçük yapıları “kritik boyutlar” olarak adlandırır. Mevcut düşük NA EUV sistemleri en iyi ihtimalle 13 nm'ye ulaşabilir, yüksek NA EUV ile 8 nm mümkündür. ASML'ye göre, transistörler yaklaşık 1,7 kat daha küçük bir şekilde açığa çıkarılabilir; bu da tek bir pozlama işleminde olası transistör yoğunluğunu neredeyse üç katına çıkarır (1,7² ≈ 2,9).

Nanometre bilgisinin TSMC, Samsung ve Intel gibi çip sözleşmeli üreticilerinin proses adlarıyla karıştırılmaması gerekir. Örneğin mevcut 2nm nesli herhangi bir gerçek 2nm yapısı içermiyor; aslında isimler sadece yıllardır pazarlanıyor. Bunlar, her proses üretiminin transistör yoğunluğunu 0,7 kat artırması gereken Dennard ölçeklendirmesine dayanmaktadır. Çip üreticileri isimleri saymaya devam ediyor; bu da örneğin 3 nm × 0,7 = 2 nm sonucunu verir.

Gerçek yapı boyutu her türlü ölçüm kullanılarak ölçülebilir. Kaynak ve drenaj arasındaki akım akışını kontrol eden kapılar arasındaki merkezden merkeze mesafe, TSMC'nin N2 prosesindeki kontaklar da dahil olmak üzere yaklaşık 45 nm olmalıdır. Metriğe Temaslı Kapı Çoklu Aralığı (CPP) da denir. Transistör yapısına bağlı olarak geçidin kendisi 10 nm kadar dar olabilir. Öte yandan bitişik metal çizgiler arasındaki merkezden merkeze mesafe 20 nm olmalıdır. Ancak bu metal aralığı silikonun kendisini değil, transistörleri birbirine bağlayan silikonun üzerindeki metal katmanları ifade eder.

Elektriksel özellikler ve maruz kalma hatalarına duyarlılık da dahil olmak üzere çeşitli değiş-tokuşlar yapıları etkiler. Ayrıca çoklu pozlama (çoklu desenleme), farklı pozlama teknikleri arasındaki sınırları bulanıklaştırır. Örneğin TSMC, şu ana kadar yüksek NA EUV sistemlerini kullanmaktan daha ucuz olduğu için çoklu desenlemeyi kasıtlı olarak daha uzun süredir kullanıyor.

(mma)