Как известно, компании Samsung и TSMC первыми начали использовать в коммерческом производстве полупроводников сканеры диапазона EUV (сверхжёсткий или глубокий ультрафиолет с длиной волны 13,5 нм). Точнее, Samsung начала использовать сканеры EUV осенью прошлого года с началом производства чипов с нормами 7 нм, а TSMC начинает коммерческое использование сканеров EUV прямо сейчас с началом выпуска решений на втором поколении техпроцесса с нормами 7 нм (N7+). До этого два десятилетия подряд лидером внедрения передовых техпроцессов и новейших сканеров была компания Intel. Но первой внедрить в производство сканеры EUV компания не смогла. Задержки с выводом EUV на коммерческие рельсы легли на сокращение рынка ПК (процессоров) и заставили Intel урезать расходы на исследования и производство, тогда как смартфоны залили финансами Samsung и TSMC и дали им возможность развернуться по полной программе. Intel же стала технологическим аутсайдером и предпочла хранить молчание о планах по внедрению EUV.
Впервые и официально Intel сообщила о сроках внедрения в производство сканеров EUV около трёх недель назад. Согласно информации Intel, первые 7-нм продукты компании начнут выпускаться в 2021 году в виде графических процессоров для ускорителей расчётов. При производстве 7-нм продуктов компания впервые будет использовать сканеры диапазона EUV. Иными словами, до этого события пройдёт ещё два года. Срок неблизкий, но это время необходимо компании для того, чтобы не получилось так, как с 10-нм техпроцессом ― изначально заданная высокая планка в заданный срок оказалась непокорённой. Техпроцесс с нормами 10-нм демонстрирует высочайшую плотность размещения транзисторов и готов поспорить с 7-нм техпроцессами Samsung и TSMC, но в производстве капризен и давал неприемлемо высокий уровень брака.
В интервью изданию EE Times глава группы по внедрению сканеров EUV на производстве Intel Бритт Туркот (Britt Turkot) заявила, что технология полупроводниковой литографии с использование глубокого ультрафиолетового излучения готова для внедрения и запущена на заводе компании в Орегоне в объёме, достаточном для технического развития. При этом она не скрывает, что перед инженерами остаётся масса вызовов, которые необходимо преодолеть перед запуском EUV в коммерческое производство.
Переход на сканеры EUV ― это вопрос снижения себестоимости производства. Освоение 7-нм технологических норм снизило число масок для каждого слоя микросхемы, но для повышения качества производители (TSMC и Samsung) всё ещё вынуждены использовать по две маски на большинство слоёв (экспонировать фактически каждый слой по два раза, что удлиняет процесс обработки пластины). Сканеры EUV позволяют обойтись одной маской на слой, но это оборудование пока используется для изготовления всего лишь считанных слоёв металлизации. По некоторой информации, в рамках техпроцесса 7N+ TSMC использует сканеры EUV для изготовления четырёх слоёв. У Samsung, судя по всему, похожая ситуация. Intel тоже не распространяется на этот счёт. И всё же с чего-то надо начинать.
Важным преимуществом EUV компания Intel считает предсказуемость рабочих периодов сканеров компании ASML (а других на рынке попросту нет). Они всё ещё далеки от работы в режиме 24/7. Так, время работы сканеров колеблется от 75 % до 80 %. Предсказуемость даёт возможность снизить уровень брака и лучше обслуживать установки. Например, фокусирующие зеркала оптической системы сканеров очень быстро выходят из строя. Жёсткое излучение разрушает отражатели, что снижает мощность источника света, поэтому их приходится довольно часто менять. Компания ASML, отмечают в Intel, разрабатывает технологию для максимально быстрой замены зеркал, чтобы снизить время простоя линий.
Другой проблемой для производства с использованием сканеров EUV остаются защитные плёнки для кремниевых пластин. Энергия электронов в потоке излучения такова, что отдельные частицы способны разрушить кремний. В случае EUV-проекции значительно растёт число так называемых стохастических (случайных) ошибок, которые невозможно предсказать и тяжело обнаружить. Новые защитные плёнки требуют существенного продвижения в химии, без чего будет невозможно массовое производство. Со всеми этими и другими вызовами компания надеется справиться одновременно с индустрией. Опытные линии готовы. Можно начинать.
