Évekig tartó halogatás után végül meghatározta a szuperfejlett chipgyártó berendezések bevezetésének pontos menetrendjét a félvezetőipar piacvezetője. A TSMC hivatalosan is megerősítette, hogy 2030-ban kezdi meg a High-NA EUV litográfia tömegtermelésbeli alkalmazását. A döntés értelmében az elsődleges célpontot az 1 nanométeres osztályba tartozó A10, illetve az azt követő A11 gyártástechnológia jelenti majd.
Költséghatékonyság és óvatosság a gyártósorokon
A tajvani bérgyártó korábban meglehetősen tartózkodó álláspontot képviselt az ASML legújabb, darabonként nagyjából 350-400 millió dolláros berendezéseivel szemben. Míg egyes riválisok már korábban elkötelezték magukat az új berendezések korai üzembe helyezése mellett, a TSMC inkább a meglévő, alacsonyabb numerikus apertúrájú (Low-NA) EUV rendszerekre támaszkodott. A többszörös levilágítási technikákkal sikeresen ért el megfelelő tranzisztorsűrűséget a 2 nanométeres, valamint a fejlesztés alatt álló A16 technológiánál anélkül, hogy a rendkívül drága berendezéseket azonnal gyártásba kellett volna állítania.
A technológiai skálázódás előrehaladásával és a tranzisztorszerkezetek bonyolultságának növekedésével azonban a hagyományos EUV korlátai egyre nyilvánvalóbbá válnak. A mesterséges intelligencia által megkövetelt komplex chiparchitektúrák gyártásánál az évtized végére elkerülhetetlenné válik a nagyobb felbontású levilágítás. A vállalati számítások alapján a High-NA EUV alkalmazása éppen az 1 nanométeres osztályt képviselő A10 és az azt követő A11 nódusok legkritikusabb rétegeinél hozza majd a várt gazdasági és teljesítménybeli előnyöket.
Iparági összefogás a fotómaszkok méretváltásáért
A High-NA EUV bevezetése mellett egy másik alapvető átalakulást is előkészít a bérgyártó. A TSMC az ASML-lel, valamint a Samsunggal közösen egy átfogó iparági kezdeményezést indított a fotómaszkok méretének jelentős növelésére. A jelenleg használatos 6 hüvelykes fotómaszkokról a 12 hüvelykes formátumra történő átállás megszüntetheti a High-NA EUV optikai rendszereiből fakadó levilágítási területcsökkenést.
Mivel a High-NA optika a finomabb részletek rajzolásakor megfelezi a megvilágítható felületet, a nagyméretű AI-gyorsítók lapkáit jelenleg két különálló levilágítási lépésből kell összekötni. Ez a folyamat lelassítja a gyártást és növeli a hibaarányt. A 12 hüvelykes maszkok alkalmazása megszünteti ezt a varrási kényszert, jelentősen növeli a szkenner termelékenységét és mérsékli a termelési költségeket. A meghatározott menetrend szerint a 12 hüvelykes maszkok pilot gyártósora 2031-re épül ki, míg a teljes litográfiai rendszerek 2033-ban állnak majd készen a nagyvolumenű termelésre.
Hosszú távú stratégia az AI-érában
Az új stratégia jól mutatja a félvezetőipar átalakulását, ahol a fizikai korlátok lebontása már csak közös iparági szabványosítással érhető el. Bár a High-NA EUV bevezetése kezdetben még a meglévő 6 hüvelykes fotómaszkokkal indul el 2030-ban, a 2033-ra tervezett maszkváltás biztosítja majd a technológia tartós gazdaságosságát. A TSMC így úgy őrzi meg pozícióját a csúcskategóriás chippiacon, hogy a kockázatokat és a beruházási költségeket sikeresen ütemezte át az évtized második felére.
