برای سالها، شرکت تیاسامسی (TSMC) تلاش میکرد از اظهارات عمومی درباره برنامههای خود برای استفاده از لیتوگرافی EUV با اپتیک دیافراگم عددی ۰.۵۵ یا همان High-NA EUV خودداری کند؛ زیرا توسعهدهندگان این شرکت ایده خوبی داشتند که چگونه بدون استفاده از اسکنرهای ۴۰۰ میلیون دلاری، فناوریهای پردازشی را به جلو ببرند. با این حال، تیاسامسی (TSMC) نمیتواند تا ابد به سیستمهای Low-NA EUV متکی باشد، بنابراین این شرکت هفته جاری برنامههای خود را برای استفاده از High-NA EUV از سال ۲۰۳۰ اعلام کرد.
شرکت تیاسامسی (TSMC) بهطور رسمی فاش نکرد که کدام فناوری ساخت برای اولین بار از High-NA EUV استفاده خواهد کرد، اگرچه سال ۲۰۳۰ به چند گزینه اشاره دارد. آنچه تیاسامسی (TSMC) اعلام کرده این است که انتظار دارد تعداد لایههای پردازششده با استفاده از High-NA EUV با پیچیدتر شدن فناوریهای ساخت، در نهایت افزایش یابد که این امر ناشی از افزایش پیچیدگی معماری ترانزیستورها است. این احتمالاً پیامدی برای پیادهسازیهای پیچیدهتر ترانزیستورهای گیت دورافتاده یا همان GAA و همچنین ترانزیستورهای اثر میدانی مکمل (CFETs) در آینده خواهد بود.
شرکت تیاسامسی (TSMC) برنامهریزی کرده است تا استفاده از ابزارهای لیتوگرافی High-NA EUV را برای تولید انبوه در سال ۲۰۳۰ با استفاده از فتوماسکهای سنتی ۶ در ۶ اینچی آغاز کند. سپس این شرکت قصد دارد یک خط آزمایشی با استفاده از فتوماسکهای ۶ در ۱۲ اینچی در سال ۲۰۳۱ بسازد، با این هدف که سیستمهای لیتوگرافی High-NA با اندازه ۶ در ۱۲ اینچ را تا سال ۲۰۳۳ وارد تولید گرههای پیشرفته کند.
ابزارهای لیتوگرافی High-NA EUV میتوانند به وضوح نوردهی تکمرحلهای ۸ نانومتری دست یابند، برخلاف وضوح نوردهی تکمرحلهای ۱۳ نانومتری که سیستمهای لیتوگرافی Low-NA EUV امروزی ارائه میدهند. با این حال، هنگامی که با فتوماسکهای سنتی ۶ در ۶ اینچی استفاده میشوند، اسکنرهای High-NA EUV تنها نیمی از میدان نوردهی همتایان Low-NA خود را دارند که چالشهایی را برای ساخت دایهای بسیار بزرگ ایجاد میکند. در نتیجه، تراشهسازانی که شتابدهندههای عظیم هوش مصنوعی را میسازند، باید چندین میدان نوردهی را به یکدیگر بدوزند یا طراحیهای چندچیپلت را اتخاذ کنند؛ دو رویکردی که چالشهای خاص خود را دارند، مانند بهرهوری ابزار و مصرف برق. برای دور زدن محدودیتهای فتوماسک ۶ در ۶ اینچی، شرکت تیاسامسی (TSMC) با شرکت ایاسامال (ASML) همکاری میکند تا زمینه را برای فتوماسکهای ۶ در ۱۲ اینچی فراهم کند.
تغییر اندازه فتوماسکها کار سادهای نیست زیرا نیازمند تغییر همه چیز از نرمافزار EDA گرفته تا ابزارهایی است که ماسکها را تولید و نوشته و همچنین سیستمهایی که آنها را مدیریت میکنند؛ که به این معناست که کل صنعت باید روی این تغییر کار کند. شرکت ایاسامال (ASML) به نظر میرسد نسبت به این گذار خوشبین است زیرا نه تنها توسط شرکتهای اینتل (Intel) و تیاسامسی (TSMC)، بلکه توسط شرکت سامسونگ (Samsung) نیز پشتیبانی میشود.
کریستوف فوکه (Christophe Fouquet)، رئیس و مدیرعامل شرکت ایاسامال (ASML) گفت: «ما انتظار داریم که پذیرش High NA EUV به تدریج در طول نقشه راه مقیاسپذیری دستگاه افزایش یابد، ابتدا با استفاده از ماسکهای ۶ اینچی فعلی و سپس با پشتیبانی بیشتر از ماسکهای ۱۲ اینچی که بهرهوری اسکنر را افزایش داده و به صنعت اجازه میدهد تقاضا برای تراشههای کوچکتر، سریعتر و با مصرف انرژی بهینهتر را برآورده کند. ما از حمایت قوی اولیه تولیدکنندگان نیمههادی، تأمینکنندگان ماسک و شرکا از این ابتکار خوشحالیم.»
شاید بزرگترین ابهام در مورد استفاده تیاسامسی (TSMC) از لیتوگرافی High-NA EUV این باشد که کدام فناوری پردازشی برای اولین بار از سیستمهای جدید استفاده خواهد کرد. بر اساس آنچه درباره نقشه راه شرکت تیاسامسی (TSMC) میدانیم، فناوری A10 یا A11 (کلاس ۱/۱.۱ نانومتر) به نظر میرسد تا به امروز قویترین نامزدها برای استفاده از اسکنرهای High-NA EUV برای حیاتیترین لایهها باشند. استراتژی جدید شرکت تیاسامسی (TSMC) نقشه راه خود را به گرههای سالانه مشتریمدار (N2, N2P, N2X, A14, A13) و گرههای با کارایی بالا دو سال یکبار (A16 در سال ۲۰۲۷، سپس A12 در سال ۲۰۲۹) تقسیم میکند. این شرکت قبلاً تأیید کرده است که A12 و A13 که در سال ۲۰۲۹ عرضه میشوند، همچنان به لیتوگرافی سنتی EUV متکی خواهند بود.
از آنجا که A13 یک کوچکسازی نوری از A14 است که تراکم ترانزیستور را تنها ۶ درصد افزایش میدهد و بهبود عملکرد و توان آن هنوز اعلام نشده است، جانشین آن در سال ۲۰۳۰ احتمالاً باید دستاوردهای بسیار قابلتوجهتری را ارائه دهد. بنابراین معقول است انتظار داشته باشیم که جانشین A13 - چه A11 یا A10 نامیده شود - لیتوگرافی پیشرفتهتر و/یا نسل سوم ترانزیستورهای نانوشیت GAA شرکت تیاسامسی (TSMC) را اتخاذ کند تا تراکم ترانزیستور به طور قابل توجهی بالاتر و بهبود عملکرد و توان معناداری نسبت به پیشین خود ارائه دهد. با این حال، ما البته در حال گمانهزنی هستیم.
منبع: tomshardware.com