Buzz
Mặc dù chưa phải là hệ thống sản xuất wafer thương mại hoàn chỉnh, nhưng chiếc Twinscan EXE:5000 đầu tiên trên thế giới nay đã thuộc sở hữu của Intel. Điều này sẽ đưa 'đội xanh' tiên phong trước các đối thủ, giúp họ nắm bắt sớm về công nghệ High-NA EUV.
Vài thế kỷ trước, nhà triết học người Đức Karl Marx đã nhận ra mối liên kết quan trọng giữa lực lượng lao động và công cụ/tư liệu sản xuất. Nếu công cụ/tư liệu sản xuất kém hiện đại hoặc không đủ, không thể đáp ứng đúng nhu cầu sản xuất, cho dù lực lượng lao động có tốt đến đâu. Ngược lại, công cụ/tư liệu tiên tiến nhưng con người không đủ năng lực khai thác, mục đích cuối cùng cũng không thể đạt được. Sự kiện giữa Intel và ASML gần đây là một minh họa rõ ràng cho nguyên lý này.
Một phần của hệ thống Twinscan EXE (High-NA EUV) đã được ASML chuyển giao cho Intel
Trước khi đi sâu vào, hãy bàn về điểm quan trọng nhất - sự kiện với giá trị lên đến 400 triệu USD. ASML, là tên đứng đầu trong việc cung cấp hệ thống in litho quang học, có vai trò quan trọng trong sản xuất chip bán dẫn. Họ vừa chuyển giao hệ thống High-NA EUV đầu tiên của họ cho Intel. Mặc dù Twinscan EXE:5000 chỉ là một hệ thống sản xuất thử nghiệm (pilot) chưa phải là bản thương mại (EXE:5200), nhưng nó sẽ hỗ trợ đáng kể để giúp các kỹ sư Intel làm quen với dây chuyền mới và nhanh chóng chuẩn bị cho EXE:5200 khi nó chính thức xuất hiện tại các nhà máy của Intel.
Đối chiếu sự khác biệt giữa DUV, EUV và High-NA EUV
Mặc dù có vẻ đơn giản, để đạt được hiệu suất 0.55 NA là một hành trình đầy thách thức. Từ việc tối ưu hóa chất chặn quang, cải tiến dụng cụ đo đạc, nghiên cứu vật liệu phủ màng, phát triển mặt nạ in mẫu và cải thiện công cụ kiểm định... có rất nhiều yếu tố phải được xem xét. Nói chung, chúng ta không thể tiếp tục sử dụng hệ thống Twinscan NXE hiện tại mà không phải chuyển đổi sang EXE, mới có thể in ra các chi tiết vi mạch một cách rõ ràng chỉ với một lần lấy mẫu (patterning). Mặc dù Twinscan NXE vẫn có thể thực hiện công việc, nhưng yêu cầu lấy mẫu nhiều lần (multi-patterning) sẽ tăng nguy cơ sai lệch và dẫn đến giảm chất lượng hoặc sản lượng chip đầu ra.
Quay trở lại câu chuyện về công cụ/tư liệu sản xuất ở phần mở đầu, đây là một vấn đề mà Intel đã đối mặt trong suốt nhiều năm khi để cho TSMC lẫn Samsung vượt qua. Nếu theo dõi sự phát triển trong khoảng thời gian hơn một thập kỷ, chúng ta cũng nhận thức được sự dẫn đầu của Intel trong lĩnh vực bán dẫn. Tuy nhiên, từ node 14 nm, mọi thứ bắt đầu trở nên 'chậm rãi,' và với node 10 nm, kế hoạch ban đầu của Intel đã không được thực hiện đúng tiến độ. Mặc dù có nhiều lý do được đưa ra, nhưng hầu hết đều liên quan đến quyết định mua các hệ thống EUV từ ASML của Intel.
Hệ thống Twinscan NXE:3400C hiện đang có hiệu suất là 170 WPH cho các tiến trình 7 & 5 nm
Trong khi đó, TSMC vẫn duy trì sự ưu thế trước Intel ở công nghệ 14 nm, nhưng với sự cam kết mạnh mẽ đối với EUV, họ đã nhanh chóng vượt qua Intel. Samsung, mặc dù chậm hơn một chút, nhưng cũng đã vượt qua Intel và tỏ ra đầy quyết tâm. Sự tự tin quá mức vào khả năng sản xuất chip dựa trên hệ thống DUV của Intel đã khiến họ tự đặt mình vào tình thế khó khăn trước các đối thủ. Phương pháp lấy mẫu nhiều lần dẫn đến nhiều khuyết điểm hơn so với lấy mẫu duy nhất. Hai vấn đề chính là chất lượng transistor sẽ không đạt mong đợi và thời gian sản xuất wafer sẽ kéo dài hơn.
TSMC tiếp tục giữ vững vị thế lãnh đạo với sản lượng wafer EUV lớn nhất thế giới
Đa số khách hàng của ASML đến từ khu vực châu Á
Cần nhấn mạnh thêm rằng không phải tất cả các hệ thống của ASML đều xuất sắc ngay từ đầu (tương tự như sự cải tiến của CPU Intel thế hệ sau so với thế hệ trước - trừ series 14 nm). Các máy Twinscan NXE 'đời đầu' có khả năng sản xuất khá kém, chỉ khoảng 10 wafer mỗi giờ (WPH). Dần dần, chúng đã được nâng cấp và hệ thống NXE:3400C hiện đạt công suất lên đến 170 WPH (gấp 17 lần so với bản đầu tiên). Tương tự, điều này có thể áp dụng với hệ thống Twinscan EXE:5000 mới được giao tới Intel gần đây. Tuy nhiên, nói chung, việc đầu tư vào công nghệ bán dẫn ngày càng trở nên đắt đỏ hơn bao giờ hết. Theo thông tin từ ASML, giá của một hệ thống Twinscan EXE dao động từ 300 - 400 triệu USD! Vì vậy, quyết định đầu tư vào đây hay không sẽ là một thách thức lớn cho bất kỳ CEO nào.
Hiệu suất của các hệ thống Twinscan NXE tăng dần theo từng năm
Theo kế hoạch ban đầu của Intel, hệ thống Twinscan EXE hoàn chỉnh (5200) sẽ được ASML bàn giao vào năm 2025. Điều này sẽ là cơ sở cho sự phát triển của các node bán dẫn hậu Intel 18 (18 angstrom hay 1.8 nm), dự kiến ra mắt trong năm 2024. Tuy nhiên, với việc sở hữu Twinscan EXE:5000, một câu hỏi đáng chú ý là liệu node Intel 18 này có sử dụng 'chút' High-NA EUV nào không. Dù vậy, để có thể bắt đầu sản xuất hàng loạt (HVM), có lẽ một hệ thống như vậy vẫn chưa đủ.Dù có chuyện gì xảy ra, để đạt được sự bứt phá về công nghệ, cả công cụ/tài liệu sản xuất và lực lượng lao động đều không thể ở lại quá khứ. Intel đang quay trở lại đường đua với tiến trình bán dẫn song song, đồng hành với sự tiến bộ công nghệ. Dưới sự lãnh đạo của CEO hiện tại, đây là những bước đi quan trọng, mặc dù không phải là bắt đầu đầu tiên. Trong thời kỳ của Brian Krzanick, chúng ta chỉ thấy tiến trình 14 nm, 14+ nm, 14++++ nm bị hạn chế bởi hệ thống DUV, trong khi thị trường bán dẫn đã chuyển sang EUV từ lâu. Pat Gelsinger - một chuyên gia lão làng trong ngành bán dẫn và cũng là một phần của Intel - đang phải giải quyết những vấn đề cũ và liên tục cải tiến để đảm bảo sự thay đổi không chỉ đáp ứng mong đợi của người hâm mộ mà còn nhanh chóng. Twinscan EXE:5000 (phi công) chứng minh sức mạnh đằng sau, có thể là kết quả của những thương vụ không công khai giữa các đối tác lớn. Khi những 'người khổng lồ' tỉnh giấc, chắc chắn sẽ có nhiều điều thú vị xảy ra...
