Индустрията на чиповете може да си отдъхне от монопола на ASML, благодарение на японска разработка на EUV скенер (снимка: IOST)
Японски специалисти разработиха опростен и надежден EUV литографски скенер за производство на чипове. Твърди се, че той е по-евтин и по-добър от машините на основния доставчик на такова оборудване в света – холандската компания ASML. Серийното производство може да доведе до по-ниски цени на процесорите и другите чипове.
Инженери от Окинавския институт за наука и технологии (OIST) създадоха литографски скенер със специален дизайн, който има много по-малко компоненти отколкото скенерите на холандската компания ASML, съобщи Tom’s Hardware. Поради това цената му е по-ниска, което от своя страна може да доведе до по-икономично производство на чипове в големи обеми.
EUV скенерите са оборудване за производство на съвременни чипове в екстремна ултравиолетова среда (Extreme Ultra-Violet, EUV), по най-модерните в момента технологични процеси 4 и 3 нанометра.
Що се отнася до ASML, тя е почти монополист на този пазар. Това е най-големият доставчик на EUV скенери с дял над 90% в света. DUV скенерите (дълбоко ултравиолетови, Deep UV), които се използват за производство на чипове по сравнително стари стандарти, също се доставят в по-голямата си част само от холандската компания.
Колкото по-евтино, толкова по-добре
Настоящите EUV скенери на ASML използват система с шест огледала като част от настройка за оптична проекция. Японски учени предложиха да се намали броят им три пъти, тоест до две огледала, без загуба на функционалност, което води до по-ниска цена.
Екипът от OIST е разработил напълно нов дизайн на EUV скенер. Ако такава машина влезе в масово производство, тя може да промени полупроводниковата индустрия, тъй като вече няма да е необходимо да се харчат десетки милиони долари за ASML оборудване при почти пълната липса на конкуренти.
Японските инженери предлагат компенсиране на възможните оптични изкривявания в системата от две огледала (които ASML елиминира само с помощта на по-голям брой огледала) чрез използване на специален метод за подравняване на огледалата едно спрямо друго.
Чрез намаляване на броя на използваните оптични елементи японците всъщност решават два основни проблема в EUV литографията. Те предотвратят оптичните аберации и в същото време осигуряват по-ефективно разпределение на светлинния поток. Техниката на двулинейното поле, разработена в OIST, минимизира изкривяването и подобрява прецизността на изображението върху силициевата пластина.
По-просто означава по-надеждно
Друго ключово предимство на EUV скенер с две огледала вместо традиционните шест е по-високата надеждност на целия дизайн като цяло. Това се постига именно благодарение на по-малкия брой възли, които потенциално могат да се повредят.
Но останалите компоненти на скенерите също са уязвими на повреди. И тук простотата на дизайна е предимство – колкото по-малко са компонентите, толкова по-просто е обслужването на устройството.
Японските скенери с две огледала имат и още едно предимство – драстично по-ниска консумация на енергия спрямо ASML скенерите. Системата работи с EUV светлинен източник от само 20 W, което води до обща консумация на енергия под 100 kW. За сравнение, традиционните EUV литографски системи често изискват повече от 1 MW мощност.
И накрая, благодарение на по-ниската консумация на енергия, новата литографска система не изисква сложна и скъпа система за охлаждане.
Технологията е готова за внедряване
Японските инженери измерват производителността на новата система със специален софтуер. Резултатите от теста показват, че новият двуогледален EUV скенер е много подходящ за производство на полупроводници по съвременни технологични процеси, тоест той е истински конкурент на ASML машините.
Досега господството на ASML на пазара на EUV скенери не беше застрашено – компанията плува в пари, получени от доставката на EUV скенери на различни страни по света, с изключение на Китай. Но учените от OIST вече са подали заявление в патентното ведомство за регистрация на новата им технология, което говори, че тя не е толкова далеч от пазара.
OIST вижда своята разработка като важна стъпка към решаване на редица глобални проблеми, включително разходите за производство на чипове и потреблението на енергия от заводите за полупроводници, които имат силно отрицателно въздействие върху околната среда.
Все още обаче не е ясно точно колко близо са учените от OIST до комерсиализиране на своя скенер и кога планират да започнат масово производство на такива машини.