|
|
От: | xma | |
| Дата: | 14.10.24 07:27 | ||
| Оценка: | |||
| Рис. 4 | |
Рис. 4. Нормализованная стоимость затрат фотолитографии на пластину при использовании Low-NA и High-NA EUV-процессов для технологий 3 нм – 7 Å | |
| Рис. 5 | |
Рис. 5. Изменение количества фотолитографических слоев для DUV-, Low 0,33EUV- и High 0,55 EUV-процессов в зависимости от плотности транзисторов в чипе | |
| Рис. 7 | |
Рис. 7. Дорожная карта развития DUV- и EUV-сканеров компании ASML до 2035 г | |
Теперь компания ASML заявила, что примерно в 2030 г. предложит Hyper-NA, достигающую 0,75NA, и впервые добавила Hyper-NA EUV в свою дорожную карту. Одной из проблем создания такого оборудования является поляризация света, начинающаяся примерно с 0,55NA и ухудшающая контраст.
Чтобы этого избежать, необходимо применение поляризаторов. В то же время они блокируют свет, снижают энергоэффективность и увеличивают себестоимость производства. Еще одной проблемой Hyper-NA станет фоторезист. Уже на уровне 0,55NA сокращается толщина фоторезиста, а с Hyper-NA ситуация становится еще хуже. Это приведет к увеличению проблем с селективностью травления.
По мнению специалистов ASML, высокая числовая апертура должна сохраняться в технологиях от 2 нм до 14 Å, 10 Å и, возможно, даже 7 Å. После этого альтернатив Hyper-NA будет мало.
По мере усложнения технологии литографии и особенно при переходе к Hyper-NA EUV, кроме проблем стоимости на первый план выходит комплекс технологических вопросов, связанных не только с оборудованием, но и с формированием рисунка минимальных размеров. Требуются новые подходы и материалы, включая фотошаблоны, которые не под силу даже такой компании как ASML. Предлагая рынку новое супердорогое оборудование, ASML должна предоставить и серийноспособный техпроцесс, имеющий приемлемую себестоимость.
Параллельно с этим Imec в тесном сотрудничестве с ASML и сетью поставщиков подготовила экосистему применения сканеров с 0,55NA.
..
По заверениям обеих компаний, в настоящее время прототип сканера и инфраструктура готовы, а внедрение в крупносерийное производство ожидается в 2025–2026 гг.
Imec и ASML начали проработку технико-экономических обоснований Hyper-NA EUV с еще более высокой числовой апертурой 0,75–0,85. Hyper-NA может стать преемником 0,55NA EUV, что позволит передовым компаниям создавать рисунки с шагом намного ниже 20 нм, избежав, таким образом, возврата к использованию многоуровневого экспонирования High-NA EUV.
ASML не рассматривает вариант с сокращением длины волны светового излучения до 6 нм и делает основную ставку на Hyper-NA EUV. Одной из важных причин такого решения является значительно возрастающие размер и вес сканеров в первом случае, что заметно усложняет авиадоставку такого оборудования клиентам на разных континентах.
В 2024 г. в Японии появляются новости о создании альтернативы EUV-сканерам компании ASML.
..
Однако никаких подробностей о технических характеристиках и готовности к коммерческому внедрению не приводится, а потому в настоящее время производственные перспективы отсутствуют.
Таким образом, в ближайшие годы альтернативы оборудованию ASML так и не предвидится.
Очевидно, именно наработки и достижения TSMC по многошаблонной технологии позволили китайской компании SMIC с помощью бывших сотрудников тайваньского чипмейкера применить их для освоения DUV-литографии по 7-нм техпроцессу и двигаться к 5 нм. Как показывают расчеты, используя DUV-литографию (если не смотреть на затраты), можно принципиально достигнуть уровня 3 нм [18].
Компания TSMC, весьма продвинутая и компетентная в серийной технологии многократного экспонирования в DUV- и EUV-литографии, сможет создать альтернативу очень дорогому оборудованию High-NA EUV компании ASML для 1–3-нм процессов.
Понятен и сценарий продвижения китайской микроэлектроники в область субнанометровых технологий и достижения рубежей, пока закрытых санкциями США. Едва ли в ближайшем будущем Китай сможет самостоятельно создать и производить подобное оборудование, но разработать технологию литографии на импортном степпере вполне способен. Как в свою бытность это делал СССР при существовавших тогда правилах CoCom по ограничению экспорта оборудования, Китай может обходными путями приобрести установку EUV-литографии и с ее помощью, а также используя имеющиеся наработки многократного экспонирования, выйти на рубежи проектных норм 1 нм. Имеющееся у Китая оборудование для DUV-литографии не позволит выйти на эти нормы даже с многократным экспонированием. Реализовать масштабное серийное производство изделий Поднебесной не удастся, но не остановит ее технологическое продвижение, несмотря на санкции.
Однако времена изменились, и сделать такую закупку будет непросто, а с учетом монополии производителя, ограниченного количества пользователей и требуемой прозрачности каждой такой сделки, почти нереально. Однако никто не знает всех возможностей Китая в текущих условиях, а высокие комиссионные творят чудеса. Следует также иметь в виду, что при падении спроса на оборудование High-NA EUV со стороны TSMC, Samsung, Intel, Китай готов купить его по любой цене.
Компания TSMC по-прежнему планирует осуществить массовое приобретение High-NA EUV-степперов только в 2028 г. на этапе освоения 1,4-нм техпроцесса.
..
3. Аналитики полагают, что в компаниях с высоким технологическим уровнем, не допускающих резких провалов выхода годных, затраты на производство пластин микросхем по технологии до 1 нм с помощью оборудования Low-NA EUV с многократным экспонированием меньше, чем с использованием однократной литографии High-NA EUV.
4. Компания ASML будет вынуждена пересмотреть свою рыночную стратегию по оборудованию High-NA и Hyper-NA EUV, в первую очередь по минимизации роста цен, но спрос на ее оборудование сохраняется, и рыночным позициям компании пока ничего не угрожает.
5. .. Для реализации техпроцессов менее 1 нм требуется Hyper-NA EUV-литография с высокой числовой апертурой.
6. Компания ASML совместно с бельгийским институтом Imec проводят успешные комплексные работы по сквозной разработке литографии High-NA и Hyper-NA EUV с однократным экспонированием (для размеров менее 1 нм), включая фотошаблоны, новые фоторезисты, методы выравнивания поверхности, метрологию, повышение производительности и т.д.
7. В ближайшей перспективе шансов на появление альтернативы оборудованию EUV-литографии и прекращение монополии компании ASML очень мало, поскольку японское альтернативное оборудование еще не дошло до экспериментальной проверки в массовом производстве, а его технические возможности не подтверждены.
8. С учетом перехода мировой микроэлектроники с горизонтального на вертикальное масштабирование конструкции транзисторов перспективы фотолитографии до технологии 7 Å на ближайшие 7–10 лет оптимистичны, но дальнейший прогресс в области сокращения размеров и повышения интеграции проблематичен из-за физических ограничений, в том числе самого кремния.
|
От: |
Stanislaw K
|
|
| Дата: | 14.10.24 08:30 | ||
| Оценка: | |||
свежий отчет (https://www.semiconductors.org/wp-content/uploads/2024/10/SIA_2024_State-of-Industry-Report_2024.pdf) американской Semiconductor Industry Association. Там много о том, что сейчас происходит в мире чипов и сколько американцы тратят на сохранение своего доминирования, но к делу.
Рынок перешел к росту. По итогам 2023 года мировые продажи полупроводниковых приборов во втором полугодии выросли и достигли $527 млрд, а объем продаж чипов по всему миру составил почти 1 трлн. Это более 100 чипов на человека на Земле. Только за первое полугодие 2024 года продажи выросли на 19,2% год к году, а по всему 2024 аналитики прогнозируют двузначный годовой рост. Рост продаж обеспечил автопром и сегмент чипов для ИИ. Такими темпами готовые продажи достигнут $1 трлн к 2030 году.
Инвестиции в производство выросли. Из-за растущего спроса, компании нарастили инвестиции в производство, особенно в США. В 2024 полупроводниковые компании объявили о более чем 90 новых производственных проектах в 28 штатах. Общий объем инвестиций составляет $450 млрд. За ближайшие 10 лет после принятия «Закона о чипах» США увеличат мощности по производству полупроводников более чем в 3 раза, а местные заводы займут 28% от мировых мощностей производства чипов тоньше 10 нм. К 2032 году американские заводы должны занять 14% от мировых мощностей (сейчас — 10%)
Кадровый дефицит становится острее. США сталкиваются с нехваткой технических специалистов, программистов и инженеров в сегменте. Прогнозируемый дефицит кадров только в полупроводниковой промышленности к 2030 году составит 67 тыс. человек, а в экономике США в целом на этих позициях не будет хватать более 1,4 млн. Устранение разрыва потребует инвестиций в местные таланты, а также агрессивного привлечения зарубежных специалистов.
Лидерство требует протекционизма. Сейчас американские компании получают половину мирового дохода от разработки чипов, но глобальные конкуренты оспаривают это лидерство. Некоторые страны предлагают налоговые льготы в размере до 50% на разработку чипов, в то время как США не предлагают целевых стимулов для разработки процессоров. Поэтому SIA предлагает расширить существующие программы льготного кредитования разработчиков чипов.
Геополитика остается важным фактором влияния. Текущие события, в том числе СВО и санкции привело к сбоям в работе легальных цепочек поставок и созданию теневых сетей поставки чипов. Несмотря на то, что 39 стран ввели экспортный контроль в отношении РФ, пишет SIA, чипы продолжают поступать в Россию, что требует от стран совершенствовать свой подход к проведению комплексной проверки, проверке клиентов и дистрибьюторов, отслеживанию цепочки поставок и обмену информацией с соответствующими органами.
Обратный эффект. Но такая политика бьет и по американцам. Поскольку США, Япония, Нидерланды и другие страны вводят более строгий контроль за продажей полупроводниковых технологий Китаю, Китай усилил свой собственный режим экспортного контроля, введя новые лицензионные требования к галлию, германия, графиту и редкоземельным элементам, которые являются важнейшим сырьем для производства полупроводников и таких важных секторов, как автомобильная промышленность.
Все проблемы от жадности и глупости