Годами TSMC старалась избегать публичных комментариев о своих планах использовать EUV-литографию с оптикой числовой апертуры 0,55, или High-NA EUV, поскольку разработчики компании хорошо понимали, как продолжать совершенствовать технологические процессы без использования сканеров стоимостью 400 миллионов долларов. Однако TSMC не может вечно полагаться на системы Low-NA EUV, поэтому на этой неделе компания объявила о планах использовать High-NA EUV начиная с 2030 года.
TSMC официально не раскрыла, какая производственная технология первой примет High-NA EUV, хотя 2030 год указывает на несколько кандидатов. Компания заявила, что ожидает увеличения количества слоев, обрабатываемых с помощью High-NA EUV, по мере усложнения ее производственных технологий, обусловленного растущей сложностью транзисторных архитектур, что, вероятно, подразумевает более сложные реализации транзисторов типа gate-all-around (GAA), а также комплементарных полевых транзисторов (CFET) в дальнейшем.
TSMC планирует начать использовать инструменты литографии High-NA EUV для массового производства в 2030 году с применением стандартных фотошаблонов размером 6×6 дюймов. Затем компания планирует построить пилотную линию, использующую фотошаблоны размером 6×12 дюймов, в 2031 году с целью внедрения систем литографии 6×12 дюймов High-NA в производство передовых узлов к 2033 году.
Инструменты литографии High-NA EUV могут достигать разрешения 8 нм при однократном экспонировании, в отличие от разрешения 13 нм при однократном экспонировании, предлагаемого современными системами Low-NA EUV. Однако при использовании со стандартными фотошаблонами размером 6×6 дюймов сканеры High-NA EUV имеют вдвое меньшее поле экспонирования по сравнению со своими аналогами Low-NA, что создает проблемы для производства очень больших кристаллов. В результате производители чипов, создающие массивные ускорители ИИ, должны либо сшивать несколько полей экспонирования, либо использовать многочиповые конструкции, два подхода, которые имеют свои собственные проблемы, такие как производительность оборудования и энергопотребление. Чтобы обойти ограничения фотошаблонов 6×6 дюймов, TSMC сотрудничает с ASML для подготовки к использованию фотошаблонов 6×12 дюймов.
Изменение размера фотошаблонов — непростая задача, поскольку она требует изменения всего: от программного обеспечения EDA до инструментов, которые производят и записывают шаблоны, а также систем, которые ими управляют, что, по сути, означает, что вся отрасль должна работать над этим изменением. ASML настроена оптимистично в отношении перехода, поскольку он поддерживается не только Intel и TSMC, но и Samsung.
«Мы ожидаем, что внедрение High NA EUV будет постепенно увеличиваться вдоль дорожной карты масштабирования устройств, сначала с использованием текущих 6-дюймовых шаблонов, а затем при поддержке 12-дюймовых шаблонов, которые обеспечивают большую производительность сканера и позволяют отрасли удовлетворять спрос на более мелкие, быстрые и энергоэффективные чипы», — заявил Кристоф Фуке, президент и генеральный директор ASML. «Мы рады сильной первоначальной поддержке этой инициативы со стороны производителей полупроводников, поставщиков масок и партнеров».
Пожалуй, самая большая интрига в использовании TSMC литографии High-NA EUV заключается в том, какая производственная технология первой начнет использовать новые системы. Основываясь на том, что мы знаем о дорожной карте TSMC, A10 или A11 (класс 1/1,1 нм) кажутся наиболее вероятными кандидатами для использования сканеров High-NA EUV для наиболее критичных слоев. Последняя стратегия TSMC разделяет ее дорожную карту на ежегодные ориентированные на клиентов узлы (N2, N2P, N2X, A14, A13) и примерно двухгодичные узлы высокой производительности (A16 в 2027 году, затем A12 в 2029 году). Компания уже подтвердила, что A12 и A13, которые выйдут в 2029 году, будут по-прежнему полагаться на традиционную EUV-литографию.
Поскольку A13 является оптическим сжатием A14, которое увеличивает плотность транзисторов всего на 6%, при этом улучшения производительности и энергопотребления еще не раскрыты, его преемник в 2030 году, вероятно, должен будет обеспечить значительно более существенные приросты. Поэтому разумно ожидать, что преемник A13 — будь то A11 или A10 — примет более совершенную литографию и/или транзисторы TSMC 3-го поколения nanosheet GAA для обеспечения значительно более высокой плотности транзисторов, а также значительных улучшений производительности и энергопотребления по сравнению с предшественником. Однако, конечно, это лишь предположения.
Всегда имейте в виду, что редакции могут придерживаться предвзятых взглядов в освещении новостей.
Автор – Anton Shilov
