euv

Walka o procesy klasy 2 nm dawno przestała przypominać prostą tabelkę z numerkami. Jedna firma ma lepszy uzysk, druga mocniejszą pozycję u klientów, trzecia próbuje odbudować wiarygodność po latach własnych błędów. Dla Intela takim testem stało się 18A, bo od tej litografii zależy los Panther Lake, a także sens dalszego pompowania pieniędzy w Intel Foundry. Najnowszy przeciek sugeruje poprawę tam, gdzie wcześniej proces po prostu się rozsypywał.

Jeden zestaw masek w litografii EUV wymaga dziś ponad 30 mln godzin obliczeń CPU i to właśnie ten etap jest jednym z największych wąskich gardeł w projektowaniu zaawansowanych układów. TSMC przyspiesza ten proces dzięki platformie NVIDIA cuLitho, uzyskując nawet 40-krotne skrócenie czasu obliczeń, a dzięki generatywnej AI mogą podnieść ten wynik jeszcze około dwukrotnie. Samsung idzie jednak inną drogą i rozwija hybrydowy system symulacji.

Samsung Electronics wraca do tematu procesu SF1.4 (1,4 nm), który po raz pierwszy szerzej zaprezentowano podczas Foundry Forum 2022 jako element długoterminowej roadmapy. Wówczas firma mówiła o możliwej komercjalizacji około 2027 roku. Dziś jednak, według przecieków branżowych cytowanych źródła zachodnie i koreańskie, harmonogram przesuwa się raczej w stronę końca dekady, czyli niestety do około 2028–2029 roku.

IBM po raz kolejny udowadnia, że w roli technologicznego laboratorium czuje się jak ryba w wodzie. Amerykański gigant zaprezentował właśnie technologię klasy sub-1 nm (dokładnie 0,7 nm / 7 angstremów), która wyznacza realny kierunek rozwoju po całkowitym wyczerpaniu możliwości klasycznego skalowania 2D. Firma obiecuje upakować niemal 100 mld tranzystorów na powierzchni paznokcia, ale jak ten pokaz przełożyć na opłacalną masową produkcję?

Europa lubi opowiadać o cyfrowej suwerenności, ale rynek półprzewodników i AI brutalnie weryfikuje takie hasła. Gdy głos zabiera szef ASML, trudno machnąć ręką. To firma, bez której TSMC, Intel czy Samsung nie zrobiłyby najnowszych układów, więc widzi więcej niż politycy. Tym razem diagnoza jest prosta i mało przyjemna dla Brukseli. Kontynent ma technologię krytyczną dla branży, a mimo to coraz częściej pełni rolę klienta cudzej infrastruktury.

Skanery EUV od dawna stanowią wąskie gardło dla najnowszych procesów, ale dziś problem nie dotyczy jedynie miniaturyzacji. Fabryki potrzebują więcej wafli, mniej etapów i lepszej kontroli kosztów, bo boom na układy dla AI pompuje popyt szybciej, niż rosną moce produkcyjne. W tym momencie ASML rozrysowuje dalszy plan dla EUV. Najpierw High-NA w realnej produkcji, później kolejny skok, który na razie brzmi jeszcze jak sprzęt z działu R&D.

Bardzo ciekawie brzmi deklaracja Nikona, który chce odzyskać klientów TSMC nie za pomocą wielkiej rewolucji technologicznej, lecz starą, brutalnie skuteczną metodą, czyli niższą ceną. To ruch o tyle interesujący, że nie dotyczy segmentu EUV, gdzie Holendrzy trzymają wszystkich za gardło, ale litografii ArF immersion. A to nadal sprzęt niezbędny dla zaawansowanej produkcji, zwłaszcza przy multiple patterning, pamięciach i coraz bardziej złożonych układach 3D.

Nagłówki o litografiach 3 nm i 2 nm klikają się świetnie, ale dla fabryk jest to tylko część problemu. Richard Chang, założyciel Semiconductor Manufacturing International Corporation, przekonuje, że branża za bardzo skupia się na wyścigu o najniższy proces technologiczny. W praktyce równie ważne są dziś sankcje, koszty i uzysk produkcji, bo to one decydują, czy nowa technologia ma sens biznesowy, czy jedynie jest to slogan marketingowy.

Przemysł półprzewodnikowy od dekad szuka sposobów na przyspieszenie produkcji chipów bez konieczności wymiany całych linii technologicznych. Belgijskie centrum badawcze IMEC ogłosiło wyniki, które mogą zmienić podejście producentów do jednego z kluczowych etapów litografii EUV - wygrzewania po ekspozycji rezystów. Odkrycie jest zaskakująco proste w realizacji, lecz jego potencjalne skutki dla przepustowości i kosztów produkcji mogą okazać się niemałe.

Rynek półprzewodników przechodzi przez okres intensywnych zmian, w którym architektury ARM coraz częściej konkurują z tradycyjnymi rozwiązaniami x86. Rene Haas, CEO ARM Holdings w niedawnych wypowiedziach przedstawił swoją ocenę sytuacji Intela i przyszłości branży. Jego słowa rzucają nowe światło na strategiczne wyzwania, przed którymi stoi gigant z Santa Clara, oraz na rosnącą pozycję ARM w najważniejszych segmentach rynku, od mobilnych po data center.

Produkcja nowoczesnych mikroprocesorów to jeden z najbardziej skomplikowanych procesów technologicznych na świecie. W jego sercu leży litografia, metoda pozwalająca na "drukowanie" miliardów tranzystorów na niewielkich płytkach krzemu. Od dekad inżynierowie przesuwają granice tej techniki, dążąc do coraz większej miniaturyzacji. Obecnie najważniejszą rolę odgrywa tu technologia, która jeszcze niedawno wydawała się niemożliwa do wdrożenia na masową skalę.

Dostęp do zaawansowanych procesów produkcyjnych decyduje o przewadze gospodarczej i militarnej. Najważniejszym elementem tej układanki jest litografia, czyli technika pozwalająca "drukować" obwody na waflach krzemowych. Od lat na tym polu dominuje jedna firma, a dostęp do jej najbardziej zaawansowanych maszyn jest ściśle regulowany. Inne kraje, w tym Chiny, intensywnie pracują nad własnymi rozwiązaniami, które mogłyby zapewnić im niezależność.

Branża półprzewodników zyskała znaczące wsparcie dzięki nowemu porozumieniu handlowemu między USA a UE. Jest ono istotne dla światowych łańcuchów dostaw sprzętu do produkcji chipów przy napięciach handlowych narastających w ostatnich miesiącach. Europejscy producenci zaawansowanych maszyn litograficznych i innych urządzeń półprzewodnikowych uzyskają znaczące korzyści, co może wpłynąć na konkurencyjność amerykańskich fabryk chipów.

Japoński sektor półprzewodnikowy przeżywa renesans dzięki rządowej strategii odbudowy krajowego potencjału produkcyjnego. Najnowsze osiągnięcia w dziedzinie zaawansowanych technologii wytwarzania chipów pokazują, że Japonia poważnie traktuje powrót do grona liderów branży. Ważną rolę odgrywa tu współpraca z międzynarodowymi partnerami technologicznymi i zastosowanie najnowszych rozwiązań w obszarze litografii i architektury tranzystorów.

Technologia produkcji chipów to najważniejszy element współczesnej elektroniki, napędzający rozwój procesorów, kart graficznych i innych komponentów. Firmy takie jak ASML, Intel czy Lam Research od lat pracują nad coraz bardziej zaawansowanymi metodami, które pozwalają tworzyć znacznie mniejsze i wydajniejsze układy. Wraz z ewolucją procesów produkcyjnych pojawiają się nowe podejścia, które mogą zmienić przyszłość branży.

Huawei kontynuuje rozwój własnych układów mobilnych mimo ograniczeń wynikających z braku dostępu do zaawansowanej litografii. W planach jest nowy procesor w procesie technologicznym 5 nm, który może w przyszłości trafić do flagowych smartfonów tej marki. Choć projekt nabiera kształtów, na komercyjny debiut trzeba będzie jeszcze poczekać. Temat budzi duże zainteresowanie, ponieważ może wpłynąć na przyszłość całego rynku urządzeń mobilnych.

W świecie technologii półprzewodników poszukiwanie innowacyjnych metod produkcji chipów nabiera tempa. Pat Gelsinger, były CEO Intela, dołączył do rady nadzorczej startupu xLight, który rozwija technologię litografii opartą na akceleratorach cząstek i laserach swobodnych elektronów (FEL). Celem jest stworzenie nowego źródła światła dla litografii, które może zrewolucjonizować produkcję układów scalonych, oferując większą precyzję i efektywność energetyczną.

Postęp technologiczny na rynku pamięci DRAM nie przyciąga uwagi tak mocno, jak w przypadku innych segmentów branży komputerowej. W ostatnich miesiącach przejawiał się przede wszystkim we wprowadzeniu pamięci z modułem CKD, który optymalizuje jej pracę, a także wykorzystaniu nowych procesów technologicznych. Teraz Micron zaprezentował układy pamięci DDR5 o pojemności 16 Gb, które będą wykonane w procesie 1γ (1-gamma).

Produkcja najbardziej zaawansowanych chipów wymaga skomplikowanego i bardzo drogiego sprzętu. Obecnie w czołówce tego typu rozwiązań są maszyny High NA EUV, których dostępność jest ograniczona między innymi przez bardzo wysoką cenę. Jednym z podmiotów, które mogą sobie pozwolić na taki zakup jest z pewnością TSMC. Sprzęt tego typu już wkrótce trafi do tajwańskich fabryk. Co ciekawe, firma początkowo nie planowała w niego inwestować.

Znaczącą barierą w rozwoju chińskiej branży półprzewodników są restrykcje, które uniemożliwiają pozyskanie zaawansowanego sprzętu do produkcji chipów. Jest to w sposób szczególny widoczne w przypadku narzędzi EUV, do których Państwo Środka nie ma na razie w ogóle dostępu. Zaradzić tej sytuacji mają między innymi inwestycje firmy Huawei. Podmiot buduje centrum badawczo-rozwojowe, które będzie pracowało nad chińskimi alternatywami dla EUV.

Choć Chiny w oficjalnych komunikatach zapewniają, że nie chcą siłą przejmować Tajwanu, to wielu amerykańskich ekspertów ma co do tego poważne wątpliwości. Ten wyspiarski obszar jest największym producentem chipów na świecie, zatem ma strategiczne znaczenie zarówno dla Stanów Zjednoczonych, jak i Chin. TSMC jest przygotowane na potencjalną agresję ze strony Państwa Środka, choć wdrożenie tych planów miałoby katastrofalne skutki dla gospodarki światowej.

Na naszych oczach dokonuje się stopniowy odwrót od produkcji chipów w regionie Dalekiego Wschodu. Sytuacja geopolityczna w tym regionie świata jest na tyle napięta, że może w przyszłości doprowadzić do wystąpienia braków w branży półprzewodników oraz chipów komputerowych. Jedną z firm, które chcą zdywersyfikować produkcję jest Intel. Oprócz inwestycji w ośrodki w Europie i USA, firma planuje także budowę kolejnej dużej fabryki w Izraelu.

Na początku lipca 2023 roku informowaliśmy czytelników PurePC, że pewnie doniesienia wskazują na rychłe rozpoczęcie produkcji 14. generacji procesorów z rodziny Meteor Lake, a co za tym idzie litografii Intel 4. Długo nie musieliśmy czekać, ponieważ Intel właśnie ogłosił rozpoczęcie produkcji tejże litografii w pierwszym mieście w Europie - Leixlip, które znajduje się w Irlandii. Tamtejsza fabryka Fab 34 będzie również pierwszą, która wykorzysta technologię EUV.

Na wydarzeniu Intel Innovation 2023, przedsiębiorstwo z Santa Clara przedstawiło nam dokładne szczegóły na temat litografii Intel 4, która została użyta do produkcji chipów z rodziny Meteor Lake. Nowoczesny proces technologiczny ma przynieść blisko dwukrotnie większą skalowalność i być łatwiejszy w produkcji dzięki naświetlaniu w ekstremalnym ultrafiolecie (EUV). Zobaczmy zatem, co kryje w sobie konkurent dla procesu TSMC N5.

O prawie Moore'a słyszał każdy, kto choć trochę interesuje się technologią. Niektórzy twierdzą, że jest martwe, jednak fakty są takie, że mniej więcej co dwa lata ASML wydaje nowe i coraz sprawniejsze maszyny litograficzne. Do 2026 holenderskie przedsiębiorstwo ma wydać nowe maszyny, które umożliwią zejście poniżej 2 nm. Tymczasem Intel planuje swoje najnowsze technologie.

Wprawdzie do premiery 13. generacji procesorów Intel Raptor Lake pozostało już tylko kilka miesięcy, jednak znacznie bardziej ciekawe są przyszłe plany producenta, które z każdym kolejnym miesiącem są coraz bliżej realizacji. Mowa oczywiście o 14. generacji Meteor Lake, która jako pierwsza wykorzysta nowy proces technologiczny. Intel wprawdzie ostatnio nie szarżuje zapewnieniami, jednak najnowszy raport Digitimes jest dobrym prognostykiem w temacie.