המסכות החדשות נועדו להחזיר את שדה החשיפה המלא של מערכות הליתוגרפיה המתקדמות, לצמצם את הצורך בחיבור בין שתי חשיפות ולאפשר ייצור יעיל יותר של מאיצים גדולים למרכזי נתונים
TSMC ו־ASML הכריזו על יוזמה משותפת לפיתוח מסכות צילום בפורמט גדול עבור הדור החדש של מערכות הליתוגרפיה High-NA EUV. מטרת המהלך היא להסיר אחת המגבלות המרכזיות של הטכנולוגיה: היכולת להדפיס פרטים קטנים וצפופים יותר, אך רק על מחצית משטח השבב שאפשר לחשוף במערכות EUV מהדור הנוכחי.
המגבלה משמעותית במיוחד עבור מאיצי בינה מלאכותית ומעבדים למרכזי נתונים. שבבים של NVIDIA, גוגל וחברות אחרות מתקרבים לעיתים לגבול גודל הרשתית של מערכות הליתוגרפיה הקיימות — כ־800 מילימטרים רבועים. הדור הנוכחי של High-NA EUV מתקשה לחשוף שבב בגודל כזה במהלך יחיד.
רזולוציה גבוהה יותר, אבל שדה קטן יותר
מערכות EUV משתמשות באור באורך גל של 13.5 ננומטר כדי להעביר למסילת הסיליקון את הדפוסים המצויים על מסכת הצילום. במערכות NXE הנפוצות של ASML המפתח הנומרי הוא 0.33, ואילו במערכות EXE מסוג High-NA הוא הוגדל ל־0.55.
לפי הנתונים הטכניים של ASML, הגדלת המפתח הנומרי מאפשרת להגיע לרזולוציה של כ־8 ננומטר, לעומת כ־13 ננומטר במערכות EUV הקודמות. הדבר עשוי לאפשר הדפסת מבנים קטנים יותר בחשיפה יחידה, במקום שימוש בכמה חשיפות ובשלבי עיבוד נוספים.
אלא שהאופטיקה האנמורפית של מערכות High-NA מגדילה את דמות המסכה בשיעורים שונים בשני הצירים. כתוצאה מכך, שדה החשיפה קטן מהגודל המקובל של 26 על 33 מילימטרים לכ־26 על 16.5 מילימטרים. עבור מעבדים קטנים יחסית זו אינה בהכרח בעיה, אך שבבי AI גדולים עלולים לדרוש שתי חשיפות נפרדות וחיבור מדויק ביניהן בתהליך המכונה stitching.
החיבור מוסיף זמן, מורכבות וסיכון לשגיאות התאמה בין חלקי השבב. הוא גם פוגע בכדאיות הכלכלית של מערכות High-NA, שמחירן נאמד במאות מיליוני דולרים ליחידה.
מסכה גדולה במקום שתי מסכות
היוזמה החדשה מבקשת להחליף את מסכות ה־6 על 6 אינץ' המקובלות במסכות בפורמט גדול יותר. בתעשייה נבחנת מסכה בגודל 6 על 12 אינץ', שתוכל להכיל את מלוא הדפוס הנדרש לשדה חשיפה של 26 על 33 מילימטרים.
אם המהלך יצליח, ניתן יהיה להדפיס גם שבבים גדולים בחשיפה מלאה, במקום לפצל את הדפוס בין שתי מסכות ולחבר את התמונות על גבי הפרוסה. ASML מעריכה כי המעבר עשוי לשפר בכ־40% את פריון מערכות High-NA בהשוואה לשימוש בשתי מסכות.
ואולם, שינוי גודל המסכה מחייב התאמה של מערכת שלמה: מצעי המסכות, ציוד הכתיבה והבדיקה, שכבות ההגנה, מכלי ההובלה, מערכות הטיפול במסכה והרכיבים המכניים בתוך מכונת הליתוגרפיה. זו הסיבה שלוח הזמנים משתרע על פני שנים.
לפי הדיווח על תוכנית החברות, ASML מתכננת להדגים קו ניסוי המשתמש במסכות הגדולות ב־2031, ולהביא את הטכנולוגיה למוכנות לייצור המוני ב־2033.
High-NA כבר נכנסת למפעלים
המעבר למסכות הגדולות אינו תנאי להתחלת השימוש ב־High-NA. יצרניות השבבים יוכלו להפעיל את המערכות עם המסכות הקיימות, בעיקר בשכבות שבהן יתרון הרזולוציה מצדיק את העלות ואת שדה החשיפה המצומצם.
אינטל כבר משתמשת ב־High-NA בחלק משכבות תהליך Intel 18A. ביולי 2026 הודיעו אינטל ו־ASML כי שכבות מסוימות במעבדי Core Ultra Series 3, המוכרים בשם הקוד Panther Lake, הוסמכו לייצור הן באמצעות מערכות High-NA והן באמצעות מערכות NXE רגילות. ASML הדגישה כי מדובר בשכבות מסוימות ובחלק מהמוצרים, ולא בהעברת תהליך הייצור כולו לטכנולוגיה החדשה. לפי ASML, אינטל היא הראשונה ששילבה High-NA במוצר לוגי המיוצר בכמויות מסחריות.
TSMC מתכננת להכניס את High-NA לייצור המוני בצמתים מתקדמים החל מ־2030. סמסונג ו־SK hynix מכוונות להשתמש בטכנולוגיה בייצור זיכרונות DRAM החל מ־2028, אם כי לוחות הזמנים עשויים להשתנות בהתאם להבשלת הציוד ולעלות לכל פרוסה.
היוזמה למסכות הגדולות מראה כי עתיד הליתוגרפיה אינו תלוי רק בשיפור הרזולוציה. ככל שמעבדי AI נעשים גדולים יותר, היכולת לחשוף שטח גדול במהירות ובדיוק הופכת למרכיב מרכזי לא פחות מגודל הטרנזיסטורים. High-NA אמורה לאפשר את המשך מזעור המעגלים, ואילו המסכות החדשות נועדו להבטיח שהמזעור לא יבוא על חשבון גודל השבב ופריון המפעל.
