- Các nhà nghiên cứu của ASML đã phát triển công nghệ nâng công suất nguồn sáng của thiết bị quang khắc EUV từ 600W hiện nay lên 1.000W, tạo ra bước đột phá có thể tăng sản lượng chip mỗi giờ thêm tối đa 50% vào năm 2030
- Trong bối cảnh xuất hiện đối thủ cạnh tranh với công nghệ EUV của ASML tại Mỹ và Trung Quốc, bước tiến này là nỗ lực nhằm củng cố lợi thế ở công nghệ nguồn sáng, phần khó nhất của thiết bị
- Công nghệ cốt lõi là tăng số giọt thiếc lên khoảng 100.000 giọt mỗi giây, tức gấp đôi, và thay vì một xung laser đơn như trước đây thì tạo plasma bằng hai xung laser nhỏ
- Số wafer xử lý mỗi giờ được dự báo tăng từ 220 hiện nay lên khoảng 330 vào năm 2030, qua đó trực tiếp làm giảm chi phí sản xuất trên mỗi chip
- Dựa trên công nghệ được dùng để đạt 1.000W, lộ trình lên 1.500W đã khá rõ ràng, và cũng được đánh giá là không có rào cản căn bản nào để đạt 2.000W
Đạt công suất nguồn sáng EUV 1.000W
- Michael Purvis, kỹ sư trưởng công nghệ nguồn sáng EUV của ASML, nhấn mạnh rằng thành quả này không phải là màn trình diễn ngắn hạn mà là một hệ thống có thể tạo ra 1.000W trong cùng điều kiện như môi trường của khách hàng
- Khi công suất nguồn sáng EUV tăng lên, thời gian phơi sáng trên wafer silicon được rút ngắn, cho phép sản xuất nhiều chip hơn trong cùng một khoảng thời gian
- Theo Teun van Gogh, phó chủ tịch phụ trách dòng NXE của ASML, mục tiêu là giúp khách hàng tiếp tục sử dụng EUV với chi phí thấp hơn nhiều
Nguyên lý kỹ thuật
- Thiết bị EUV của ASML tạo ra ánh sáng bước sóng 13,5 nanomet bằng cách đun nóng các giọt thiếc nóng chảy trong buồng bằng laser CO₂ cỡ lớn để chuyển chúng sang trạng thái plasma
- Plasma này ở trạng thái siêu nhiệt còn nóng hơn cả Mặt Trời, và ánh sáng EUV phát ra từ đó được thu gom bằng hệ quang học chính xác do Carl Zeiss AG của Đức cung cấp để phục vụ in chip
- Trọng tâm của bước tiến lần này gồm hai điểm:
- Tăng số giọt thiếc lên khoảng 100.000 giọt mỗi giây, tức gấp đôi
- Thay xung tạo hình đơn trước đây bằng hai xung laser nhỏ để tạo plasma
- Giáo sư Jorge J. Rocca, chuyên gia công nghệ laser tại Colorado State University, nhận định đây là “một nhiệm vụ rất thách thức khi phải làm chủ đồng thời nhiều công nghệ”, và việc đạt 1kW là “một thành tựu khá đáng kinh ngạc”
Tác động tới sản lượng và chi phí
- Đến năm 2030, số wafer mà mỗi thiết bị xử lý mỗi giờ được dự báo tăng từ 220 lên khoảng 330
- Trên một wafer có thể bố trí từ vài chục đến vài nghìn chip, tùy theo kích thước chip
- Việc tăng công suất nguồn sáng dẫn tới chuỗi hiệu ứng rút ngắn thời gian phơi sáng → tăng thông lượng theo giờ → giảm chi phí trên mỗi chip
Môi trường cạnh tranh và ý nghĩa chiến lược
- ASML hiện là nhà sản xuất duy nhất trên thế giới thiết bị quang khắc EUV thương mại, và các công ty bán dẫn lớn như TSMC, Intel đang sử dụng chúng để sản xuất chip tiên tiến
- Chính phủ lưỡng đảng tại Mỹ đã phối hợp với Hà Lan để chặn xuất khẩu thiết bị EUV sang Trung Quốc, và vì thế Trung Quốc đã bắt đầu nỗ lực ở tầm quốc gia nhằm phát triển thiết bị riêng
- Tại Mỹ, hai startup Substrate và xLight đã huy động hàng trăm triệu USD để phát triển phương án thay thế công nghệ ASML tại thị trường Mỹ; xLight cũng đã nhận được vốn từ chính phủ dưới thời chính quyền Trump
- Thông qua việc công bố công nghệ lần này, ASML muốn nới rộng thêm khoảng cách công nghệ với các đối thủ tiềm năng
Khả năng phát triển tiếp theo
- Công nghệ được dùng để đạt 1.000W được đánh giá sẽ là nền tảng cho những bước phát triển liên tục trong tương lai
- Lộ trình lên 1.500W tương đối rõ ràng, và cũng được đánh giá là không có lý do căn bản nào khiến mốc 2.000W là bất khả thi
1 bình luận
Ý kiến trên Hacker News
Đây là một video giải thích công nghệ EUV cực kỳ hay theo góc nhìn của người mới
Liên kết YouTube
Hai công ty mình đang đầu tư chắc cũng sẽ sụp đổ hoàn toàn nếu không có thiết bị này
Ánh sáng khả kiến hay tia X có thể tạo ra dễ hơn nhiều, nên mình thắc mắc tại sao riêng dải bước sóng này lại khó đến vậy
Nhóm nghiên cứu cho biết đã nâng công suất của nguồn sáng EUV từ 600 watt lên 1.000 watt
Có triển vọng lên 1.500 watt, thậm chí 2.000 watt
Có giải thích vì sao điều này quan trọng
Hiện tại, cách duy nhất để tạo ra EUV đủ sáng (100~200 watt) là phun các giọt kim loại siêu nhỏ rồi bắn laser vào từng giọt
Có thể nói đây là một cách tạo ánh sáng thực sự kỳ lạ
Đó là mức độ chính xác gần như khó tưởng tượng nổi
Điều đặc biệt ấn tượng là công suất tăng tới 67%
Từ 600 watt lên 1.000 watt, và họ nói có lộ trình rõ ràng để đạt 1.500~2.000 watt
Cảm thấy bài báo dựng lên thế đối đầu “Mỹ và Trung Quốc” khá kỳ lạ
Cymer vốn là một công ty Mỹ được thành lập tại San Diego
ASML đã mua lại công ty này vào năm 2013, nhưng nếu không có thỏa thuận kiểm soát xuất khẩu thì bản thân thương vụ đó có lẽ đã không thể xảy ra
Nếu các biện pháp kiểm soát được gỡ bỏ, Mỹ thậm chí có thể yêu cầu đưa Cymer trở lại sở hữu của Mỹ giống như TikTok
Xét cho cùng đây là công nghệ của Mỹ, nên mình không hiểu vì sao lại mô tả như một thế cạnh tranh
Dạo này mình tò mò không biết kích thước của từng linh kiện riêng lẻ như transistor hiện nhỏ đến mức nào
Có vẻ khi xuống đến quy mô vài nguyên tử thì sẽ không thể thu nhỏ thêm nữa
Tò mò không biết các con chip này sẽ tương thích với loại ổ cứng hay khe bộ nhớ nào
Kết cục là ngành AI sẽ có thêm 50% số chip, còn người dùng phổ thông có lẽ vẫn phải chịu cảnh khan hiếm GPU
Dù công nghệ EUV đã tiến bộ đến vậy, có lẽ vẫn sẽ mất rất lâu để lợi ích thực sự đến được với đại chúng
Một phần vì năng lực sản xuất của TSMC đang dồn cho nhu cầu AI, đồng thời tình trạng thiếu DRAM và SSD cũng khiến việc ra mắt sản phẩm mới trở nên khó khăn
Hệ thống chân không vốn rất nhạy với thay đổi nhiệt độ, nên việc đạt được mức tăng công suất lớn như vậy bên trong nó là một thành tựu đáng kinh ngạc