TSMC: 5 nanométeren sem biztos az EUV bevetése

A TSMC egy konferencián beszélt először az 5 nanométeres gyártástechnológiájának fejlesztéséről. Az 5 nanométeres technológia fejlesztése egyelőre a kezdeti szakaszban jár, a legfőbb kérdést továbbra is az EUV, azaz extrém ultraibolya fénnyel dolgozó levilágítás bevetése jelenteti, mondta Mark Liu társigazgató.  A mérnökök azt elemezik, hogy feltétlenül szükséges-e az EUV technológia bevetése, illetve ha igen, akkor majd a gyártás mely szakaszában alkalmazzák azt.

A Gitlab mint DevSecOps platform (x) Gyere el Radovan Baćović (Gitlab, Data Engineer) előadására a november 7-i DevOps Natives meetupon.

Az Imec kutatásának eredménye szerint 5 nanométeren az aktuálisan alkalmazott 193i (193 nm-es hullámhosszúságú fény), illetve az EUV (13,5 nanométeres hullámhossz) kombinációja lehet a legkedvezőbb megoldás. A jelenlegi 193i technológia alkalmazásával a fémrétegeket négyszeres, míg az összeköttetéseknek otthont adó réteget háromszoros levilágítással lehetne előállítani. Ennek triviális hátránya, hogy a lapka elkészítéséhez szükséges idő a menetek számával arányosan nő, ráadásul mindehhez több maszk is kell, mely jelentősen emeli a költségeket.

A kísérletben a 193i-n alapuló, erősebb fényt alkalmazó SAQP (Self-Aligned Quadruple Patterning) technológia mellett négymenetes levilágítást használtak a fémrétegek esetében, az átkötéseket viszont már EUV-vel állították elő, csupán egyetlen menetben. Az így létrejött hibrid tesztáramkörön 24 nanométeres sorközöket tudtak kialakítani a vezetékek között. Az Imec szakembere megjegyezte, hogy csupán EUV levilágítást alkalmazva mindezt összesen kettő vagy legfeljebb három levilágítással meg lehetne rajzolni, ugyanakkor az extrém ultraibolya fényt alkalmazó technológia ehhez még továbbra is kiforratlan.

A TSMC szerint az 5 nanométeres csíkszélességük az EUV teljes mellőzésével is kivitelezhető lenne, ugyanakkor így a lapkák előállításához már összesen nyolc levilágítási menetre, illetve maszkra lenne szükség. Ezzel jelentősen nőne az előállításához szükséges idő, egyetlen lapka legyártása pedig lényegesen többe kerülne.

A legfejlettebb félvezetőgyártási technológiákon dolgozó vállalatok körében tehát egyre égetőbb kérdést jelent az EUV levilágítás bevezetése. Komolyabban először nagyjából 10 évvel ezelőtt vetődött fel a technológia bevetése, még a 65 nanométeres csíkszélességű chipek gyártásának bevezetése során. Az ehhez szükséges fejlesztések illetve a beruházások tőkeigénye azonban rendkívül magas, így az érintett vállalatok addig tologatják az EUV tömegtermelésben való bevezetését ameddig csak lehet.

A gyártáshoz szükséges komplex berendezések ára csillagászati, ezek darabonként meghaladhatják a százmillió dollárt. A költségeket csak tovább növeli, hogy a maszkok ára is jóval magasabb, miközben a levilágítást vákuumban kell végezni, ami viszont a folyamathoz szükséges időt növeli meg. Az ASML NXE:3300B eszköze óránként nagyjából legfeljebb 500 ostyát képes megmunkálni, a megfelelő tempójú tömeggyártáshoz viszont ennek legalább a háromszorosára lenne szükség. A jelenleg rendelkezésre álló EUV berendezések további hátránya, hogy azok valamivel több helyet foglalnak, azaz egységnyi területen kevesebb helyezhető el belőlük.

Ezek fényében nem csoda a technológia lassan egy évtizede tartó halogatása. A gyártók különféle ügyes trükkökkel (pl. immerzió) a legvégsőkig próbálnak kitartani a 193i mellett, miközben azt a pontot keresik, amikor a mérleg már egyértelműen az EUV oldalára billen át. Ez mindeddig nem érkezett el, ugyanakkor a TSMC a 16 nanométeres eljárása során már kettős levilágítást alkalmaz, ami 10 nanométeren egészen biztosan háromra emelkedik. Jelen állás szerint a tajvaniak a 7 nanométert még az EUV nélkül próbálják kivitelezni, de hogy később, 5 nanométeren pontosan mi lesz, az egyelőre nem eldöntött.

Hogy áll az Intel?

A processzorgyártó a tavalyi IDF alkalmával még optimista volt, Mark Bohr, az Intel gyártástechnológiai fejlesztésekért felelős vezetője úgy nyilatkozott, hogy a 7 nanométert is megpróbálják EUV nélkül megvalósítani. A vállalat ekkor még nem sejthette, hogy végül a kettős levilágítást alkalmazó 14 nanométeres eljárásuk nem az elvárásaiknak megfelelően fog fejlődni. A hírek szerint az Intel továbbra is kihozatali problémákkal küzd, nem képesek megfelelő mennyiségű 14 nanométeres lapka előállítására.

Valószínűleg ennek hatására gondolhatta újra stratégiáját a vállalat. Pár hónappal ezelőtt a pénzügyi igazgató elmondta, hogy mégis megpróbálják bevetni 7 nanométeren az EUV-t, pontosabban komolyan fontolgatják annak lehetőségét. Az egyetlen kérdést a szükséges berendezések jelentik. Amennyiben az ASML fejlesztései megfelelő ütemben haladnak, úgy az Intel nem halogatja tovább az extrém ultraibolya fényt alkalmazó technológia bevetését.