חוקרים מחברת ASML ההולנדית ומחטיבת האופטיקה של Carl Zeiss הגרמנית פרסמו מחקר המתאר את הדור האפשרי הבא של מערכות ליתוגרפיה באור אולטרה־סגול קיצוני (EUV). המערכת המוצעת, המכונה Hyper-NA, נועדה לאפשר המשך מזעור של רכיבים אלקטרוניים מעבר ליכולות של מערכות High-NA המתקדמות כיום.

המחקר, שהתפרסם בכתב העת Journal of Micro/Nanopatterning, Materials, and Metrology, מתאר מערכת בעלת מפתח נומרי (Numerical Aperture) של 0.75 לפחות, לעומת 0.55 במערכות High-NA הקיימות.

המפתח הנומרי מתאר את יכולתה של המערכת האופטית לקלוט ולמקד אור. הגדלתו מאפשרת עקרונית לשפר את כושר ההפרדה ולהדפיס תבניות קטנות וצפופות יותר על פרוסות הסיליקון.

לפי המחקר, מערכת Hyper-NA עשויה להגיע לכושר הפרדה אופטי המתקרב לחמישה ננומטרים, לעומת כשמונה ננומטרים בדור High-NA. אין לבלבל נתון זה עם השמות המסחריים של תהליכי הייצור, כגון 5 או 2 ננומטר.

אחד היתרונות המרכזיים בגישה המוצעת הוא האפשרות לעשות שימוש חוזר בחלק משמעותי מהתשתית הקיימת של מערכות EUV. החוקרים מעריכים כי ניתן יהיה להמשיך להשתמש במקור האור הקיים, לצד התאמות למערכת האופטית ולתהליכי הליתוגרפיה.

עם זאת, הגדלת המפתח הנומרי מציבה אתגרים בתחום בקרת המיקוד, עומק השדה, המסכות האופטיות והדיוק הנדרש לאורך תהליך הייצור. אתגרים אלה יצטרכו להיפתר לפני שניתן יהיה לשלב את הטכנולוגיה במפעלי שבבים מסחריים.

לפי דיווח רויטרס, מערכת מהדור החדש עשויה להיות מוכנה בעוד כעשר שנים. ASML כבר החלה בעבודת פיתוח, אך עדיין לא התחייבה לייצר את המערכת באופן מסחרי.

הפיתוח משקף את מאמציהן של יצרניות ציוד השבבים להמשיך ולהרחיב את יכולות הליתוגרפיה, גם כאשר יצרניות השבבים פונות במקביל לארכיטקטורות תלת־ממדיות ולשיטות אריזה מתקדמות כדי לשפר ביצועים ויעילות אנרגטית.

הפוסט ASML ו־Zeiss מציגות את Hyper-NA: הדור הבא של מערכות הליתוגרפיה לייצור שבבים הופיע לראשונה ב-Chiportal.

במהלך השנה התחילה ASMl למכור כלים לליתוגרפיה עם מפתח מספרי גבוה (High-NA). אינטל הייתה המפעל הראשון בעולם שרכש אחד מהם בניסיון להתעלות על מתחריה במירוץ לצמצום הצמתים. כעת, דיווח חדש מציין כי מפעל השבבים של סמסונג הצטרפה אף היא למירוץ ה-High-NA; על פי דיווחים, החברה מצטרפת לאינטל במירוץ כלי הליתוגרפיה המתקדמים. עם הצטרפות סמסונג, TSMC היא המפעל הגדול היחיד שעדיין ממתין לאימוץ הטכנולוגיה החדשה.

אתר Seoul Economic Daily, פרסם שמכיל תמונה של מנהלים מסמסונג לצד מכונת ליתוגרפיה כזו במטה ASML בהולנד. דווח בעבר כי אינטל רכשה את כל מכונות ה-High-NA של ASML לשנת 2024, אך ייתכן שזה כבר לא המצב. לפי דיווחים קוריאניים, ASML ייצרה שמונה מכונות, ואינטל רכשה שבע מהן, מה שהשאיר מכונה אחת לסמסונג.

המכונה המדוברת היא Twinscan EXE:5000, שמחירה מוערך בכ-380 מיליון דולר. Tom's Hardware מדווח שהמכונה כוללת מפתח מספרי של 0.55, מה שמסווג אותה כ-High-NA. הצפי הוא שהמכונה תתחיל לפעול בתחילת 2025, בערך באותו זמן שבו אינטל צפויה להפעיל את מכונתה באורגון. עם זאת, לאינטל יהיה יתרון של כמעט שנה בניסוי ובמחקר עליה. שתי החברות מתכננות לפרוס את המכונות לצמתים מתקדמים עתידיים מתחת ל-2 ננומטר, כאשר אינטל מצהירה כי תשתמש ב-High-NA עבור צומת ה-14a שלה.

סמסונג תשתמש במכונה לייצור שבבי DRAM ולוגיקה, כשהיא מתחרה במתחרים במגוון חזיתות, כולל אינטל ו-TSMC במעבדים, ו-SK Hynix ומיקרון בייצור DRAM ו-NAND. הצפי הוא שלא תתחיל בייצור המוני תוך שימוש ב-High-NA למשך כמה שנים—עד בערך 2026, מה שתואם את לוח הזמנים של אינטל. לפי הדיווחים, TSMC שוקלת לאמץ את High-NA כאשר תגיע לצומת ה-1 ננומטר, בערך שני דורות מעבר לצומת הנוכחי שלה (3 ננומטר, 2 ננומטר, 1.4 ננומטר, וכו'), כך שזה יכול להיות בעוד כ-6 שנים או יותר.

הפוסט סמסונג תאמץ ליתוגרפיה עם מפתח מספרי גבוה (High-NA) לצד אינטל, לפני TSMC הופיע לראשונה ב-Chiportal.