ASML công bố bước đột phá công nghệ EUV, mở đường tăng 50% sản lượng chip toàn cầu
ASML Holding, tập đoàn Hà Lan dẫn đầu thế giới về máy quang khắc bán dẫn, vừa công bố một bước tiến công nghệ đột phá có thể thay đổi cục diện ngành sản xuất chip toàn cầu. Công ty này đã tìm ra phương pháp tăng công suất nguồn sáng cực tím bước sóng cực ngắn (EUV) lên 1.000 watt, hứa hẹn giúp tăng sản lượng chip lên đến 50% vào cuối thập kỷ này.
Giải pháp tăng công suất, giảm chi phí sản xuất chip
Theo thông tin từ các nhà nghiên cứu ASML, công nghệ mới cho phép tăng công suất nguồn sáng EUV từ mức 600 watt hiện tại lên 1.000 watt trong điều kiện vận hành thực tế tại nhà máy của khách hàng. Michael Purvis, trưởng nhóm công nghệ nguồn sáng EUV của ASML, khẳng định: "Đây không phải là thử nghiệm hay chứng minh ngắn hạn. Đây là hệ thống có thể tạo ra 1.000 watt công suất trong điều kiện tương tự như khi vận hành tại nhà máy của khách hàng."
Lợi ích lớn nhất của việc tăng công suất là khả năng sản xuất nhiều chip hơn mỗi giờ, từ đó giúp giảm đáng kể chi phí cho mỗi con chip. Teun van Gogh, Phó Chủ tịch điều hành phụ trách dòng máy EUV NXE của ASML, chia sẻ: "Chúng tôi muốn đảm bảo khách hàng có thể tiếp tục sử dụng công nghệ EUV với chi phí thấp hơn nhiều."
Mục tiêu xử lý 330 tấm wafer mỗi giờ vào năm 2030
Với công nghệ mới, ASML dự kiến mỗi máy EUV có thể xử lý khoảng 330 tấm wafer silicon mỗi giờ vào năm 2030, tăng mạnh so với 220 tấm hiện nay. Mỗi tấm wafer, tùy kích thước chip, có thể chứa từ vài chục đến hàng nghìn con chip, cho thấy tiềm năng sản xuất khổng lồ.
Quy trình sản xuất chip sử dụng ánh sáng EUV để 'in' mạch điện lên tấm wafer silicon đã phủ lớp hóa chất photoresist. Khi nguồn sáng mạnh hơn, thời gian chiếu sáng cần thiết ngắn hơn, giúp tăng tốc độ sản xuất và hiệu quả kinh tế.
Công nghệ phức tạp và những cải tiến đột phá
Để đạt được bước tiến này, ASML đã phát triển phương pháp tạo ánh sáng EUV vốn được coi là một trong những hệ thống công nghệ phức tạp nhất từng được con người tạo ra. Quy trình bao gồm:
- Phun giọt thiếc nóng chảy qua buồng đặc biệt.
- Sử dụng tia laser carbon dioxide công suất lớn để nung nóng giọt thiếc thành plasma siêu nóng.
- Plasma này phát ra ánh sáng EUV bước sóng 13,5 nanomet.
- Ánh sáng được thu gom bằng hệ thống quang học chính xác từ Carl Zeiss AG để in chip.
Những cải tiến quan trọng lần này bao gồm tăng gấp đôi số giọt thiếc lên khoảng 100.000 giọt mỗi giây và sử dụng hai xung laser nhỏ để định hình plasma, thay vì một xung như trước đây. Jorge J. Rocca, giáo sư tại Colorado State University chuyên nghiên cứu công nghệ laser, nhận định: "Đây là một thách thức rất lớn vì cần làm chủ rất nhiều công nghệ khác nhau."
Củng cố vị thế trước các đối thủ mới nổi
Bước đột phá này có ý nghĩa chiến lược quan trọng đối với ASML trong bối cảnh cạnh tranh ngày càng gay gắt từ các đối thủ mới nổi tại Mỹ và Trung Quốc. Máy EUV của ASML hiện là công cụ then chốt giúp các nhà sản xuất chip hàng đầu như Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC), Intel sản xuất chip điện toán tiên tiến.
Tầm quan trọng của công nghệ EUV đến mức chính quyền Mỹ và Hà Lan đã phối hợp ngăn chặn xuất khẩu thiết bị này sang Trung Quốc, thúc đẩy Bắc Kinh khởi động chương trình phát triển hệ thống tương tự. Tại Mỹ, các công ty khởi nghiệp như Substrate và xLight đã huy động hàng trăm triệu USD để phát triển công nghệ cạnh tranh, trong đó xLight nhận được tài trợ từ thời Tổng thống Donald Trump.
Purvis tiết lộ thêm: "Việc đạt được mức 1 kilowatt là điều thực sự đáng kinh ngạc. Chúng tôi thấy một lộ trình khá rõ ràng để đạt 1.500 watt, và không có lý do cơ bản nào khiến chúng tôi không thể đạt 2.000 watt." ASML tin rằng những kỹ thuật đạt mức 1.000 watt sẽ mở đường cho các bước tiến tiếp theo trong tương lai, duy trì lợi thế công nghệ của tập đoàn Hà Lan trong cuộc đua sản xuất chip toàn cầu.
