ماشین 150 میلیون دلاری که قانون مور را زنده نگه می دارد

در میان اخیر کمبود تراشه، ناشی از امواج شوک اقتصادی همه‌گیری، محصولات ASML در مبارزه ژئوپلیتیکی بین ایالات متحده و چین به مرکزیت تبدیل شده‌اند و واشنگتن آن را در اولویت بالایی برای جلوگیری از دسترسی چین به ماشین‌ها قرار داده است. دولت ایالات متحده با موفقیت هلندی ها را تحت فشار قرار داده است تا مجوزهای صادراتی لازم برای ارسال ماشین آلات به چین را اعطا نکنند، و ASML می گوید که هیچ کدام را به کشور ارسال نکرده است.

“شما نمی توانید انجام دهید. تراشه‌های پیشرو بدون ماشین‌های ASML بسازید. ژئوپلیتیک ساخت تراشه “بسیاری از آن به سال ها و سال ها سرهم بندی کردن با چیزها و آزمایش برمی گردد، و دسترسی به آن بسیار دشوار است.”

هر جزء که وارد یک ماشین EUV می شود او می‌گوید: «به‌طور شگفت‌انگیزی پیچیده و فوق‌العاده پیچیده».

ساخت ریزتراشه‌ها در حال حاضر نیازمند برخی از پیشرفته‌ترین مهندسی‌هایی است که جهان تاکنون دیده است. یک تراشه زندگی خود را به عنوان یک تکه استوانه‌ای از سیلیکون کریستالی شروع می‌کند که به ویفرهای نازک بریده می‌شود و سپس با لایه‌هایی از مواد حساس به نور پوشانده می‌شود و بارها در معرض نور الگو قرار می‌گیرد. سپس بخش‌هایی از سیلیکون که نور آنها را لمس نمی‌کند، از نظر شیمیایی حکاکی می‌شوند تا جزئیات پیچیده یک تراشه آشکار شود. سپس هر ویفر خرد می‌شود تا تعداد زیادی تراشه جداگانه تولید شود.

کوچک کردن اجزای یک تراشه مطمئن‌ترین راه برای فشرده کردن قدرت محاسباتی بیشتر از یک قطعه سیلیکون است، زیرا الکترون‌ها بیشتر از آن عبور می‌کنند. به طور موثر از طریق قطعات الکترونیکی کوچکتر، و بسته بندی اجزای بیشتر در یک تراشه، ظرفیت آن را برای محاسبه افزایش می دهد.

بسیاری از نوآوری ها قانون مور را حفظ کرده اند، از جمله طراحی های جدید تراشه ها و قطعات. برای مثال، در ماه می، IBM نوع جدیدی از ترانزیستور را به نمایش گذاشت، ساندویچ مانند یک نوار در داخل سیلیکون، که باید به اجزای بیشتری اجازه دهد تا بدون کاهش وضوح لیتوگرافی در یک تراشه بسته بندی شوند.

اما کاهش طول موج نور مورد استفاده در تولید تراشه کمک کرده است. کوچک سازی و پیشرفت را از دهه 1960 به بعد هدایت کنید و برای پیشرفت بعدی بسیار مهم است. ماشین‌هایی که از نور مرئی استفاده می‌کنند با ماشین‌هایی که از اشعه ماوراء بنفش نزدیک استفاده می‌کنند جایگزین شدند، که به نوبه خود جای خود را به سیستم‌هایی داد که از اشعه ماوراء بنفش عمیق استفاده می‌کنند تا ویژگی‌های کوچک‌تر را در تراشه‌ها حک کنند.

A کنسرسیومی از شرکت هایی از جمله اینتل، موتورولا و AMD مطالعه EUV را به عنوان گام بعدی در لیتوگرافی در دهه 1990 آغاز کردند. ASML در سال 1999 به آن ملحق شد و به عنوان یک سازنده پیشرو در فناوری لیتوگرافی، به دنبال توسعه اولین ماشین های EUV بود. لیتوگرافی فرابنفش شدید، یا به اختصار EUV، در مقایسه با اشعه ماوراء بنفش عمیق، روش لیتوگرافی قبلی (193 نانومتر) اجازه می دهد تا از طول موج نور بسیار کوتاه تری (13.5 نانومتر) استفاده شود.

اما رفع چالش‌های مهندسی چندین دهه طول کشیده است. تولید نور EUV خود یک مشکل بزرگ است. روش ASML شامل هدایت لیزرهای پرقدرت به قطرات قلع 50000 بار در ثانیه برای تولید نور با شدت بالا است. لنزها فرکانس های EUV را جذب می کنند، بنابراین سیستم به جای آن از آینه های بسیار دقیقی استفاده می کند که با مواد ویژه پوشانده شده اند. در داخل دستگاه ASML، نور EUV قبل از عبور از مشبک از چندین آینه منعکس می‌شود، که با دقت در مقیاس نانو حرکت می‌کند تا لایه‌های روی سیلیکون را تراز کند.

«راستش را بگویم، هیچ‌کس در واقع هیچ‌کس نیست. دیوید کانتر، تحلیلگر تراشه در Real World Technologies می گوید که می خواهد از EUV استفاده کند. این فقط 20 سال تاخیر و 10 برابر بیشتر از بودجه است. اما اگر می خواهید سازه های بسیار متراکم بسازید، این تنها ابزاری است که در اختیار دارید.”