TSMC برای فرآیندهای ۱ نانومتری از پلیکل فوتومسک به جای دستگاه‌های High-NA EUV استفاده می‌کند
شرکت صنایع نیمه‌هادی تایوان (TSMC) تصمیم گرفته است برای فرآیندهای پیشرفته ۱.۴ نانومتری و ۱ نانومتری، به جای سرمایه‌گذاری بر روی دستگاه‌های گران‌قیمت لیتوگرافی فرابنفش High-NA EUV، از تکنولوژی پلیکل‌های فوتومسک (photomask pellicles) بهره ببرد. این انتخاب نشان‌دهنده تغییر استراتژیک مهمی در مواجهه با هزینه‌های بسیار بالا تجهیزات نسل جدید است.
چالش‌های ورود به گره‌های زیر ۲ نانومتر
بر اساس گزارش‌های رسانه‌های فناوری، هرچند فرآیند ۲ نانومتری همچنان می‌تواند با دستگاه‌های EUV فعلی و بازدهی بالا ادامه یابد، اما پیشروی به سمت گره‌های ۱.۴ نانومتری (A14) و ۱ نانومتری (A10) موانع جدی را پیش رو قرار می‌دهد. اگرچه خرید ماشین‌آلات High-NA EUV از شرکت ASML راه‌حل فنی این چالش‌هاست، اما TSMC مسیر جایگزین را ترجیح داده است.
🔗 بیشتر بخوانید: نسخه هوش مصنوعی انیشتین و نیوتون توسط دانشمندان آلمانی ساخته شد
مزیت اقتصادی پلیکل‌های فوتومسک
استفاده از پلیکل‌های فوتومسک هزینه بسیار کمتری نسبت به خرید هر دستگاه High-NA EUV با قیمت حدود ۴۰۰ میلیون دلاری دارد. با این حال، برای دستیابی به قابلیت اطمینان ساخت با این روش نوین، شرکت ناچار به رویکرد آزمون و خطا خواهد بود. تولید انبوه ویفرهای ۲ نانومتری قرار است تا پایان سال ۲۰۲۵ آغاز شده و پس از آن TSMC به سمت گره ۱.۴ نانومتری حرکت کند.
برنامه‌ریزی و سرمایه‌گذاری برای گره ۱.۴ نانومتری
پیش‌بینی می‌شود فرآیند ۱.۴ نانومتری در سال ۲۰۲۸ آغاز به کار شود. TSMC پیش از این با سرمایه‌گذاری اولیه کلان ۱.۵ تریلیون دلار تایوان (معادل حدود ۴۹ میلیارد دلار آمریکا) زیرساخت‌های این گذار را فراهم آورده است. تحقیق و توسعه فرآیند ۱.۴ نانومتری در کارخانه هسینچو (Hsinchu) آغاز شده و ۳۰ دستگاه EUV استاندارد نیز برای این منظور خریداری گردیده است.
🔗 بیشتر بخوانید: کارت گرافیک MSI RTX ۵۰۹۰ قربانی دومین حادثه ذوب شدگی شد_سیاه پوش
دلایل عدم خرید دستگاه‌های High-NA EUV
تصمیم TSMC برای عدم خرید دستگاه‌های High-NA EUV از ASML ریشه در باور این شرکت دارد که قیمت دلاری این سخت‌افزار با ارزش واقعی آن هم‌سو نیست. اگرچه این تجهیزات گران‌قیمت، قابلیت اطمینان ساخت ویفرهای ۱.۴ و ۱ نانومتری با بازدهی بالاتر را تضمین می‌کنند، اما با محدودیت‌های جدی در تامین مواجه‌اند.
محدودیت ظرفیت تولید ASML
برآوردها حاکی از آن است که ASML سالانه تنها می‌تواند بین پنج تا شش دستگاه High-NA EUV تولید کند. در مقابل، TSMC برای پاسخگویی به تقاضای رو به رشد مشتریان اصلی مانند اپل، به خرید ۳۰ دستگاه EUV استاندارد اقدام کرده است. بنابراین، صرف هزینه گزاف برای تعداد محدودی دستگاه نمی‌تواند اهداف بلندمدت این غول نیمه‌هادی را محقق سازد.
ضرورت استفاده از پلیکل در فرآیندهای زیر ۲ نانومتر
فرآیندهای زیر ۲ نانومتری به طور اجباری باید از پلیکل بهره ببرند. پلیکل لایه‌ای محافظتی است که از آلوده شدن فوتومسک توسط گرد و غبار و ذرات معلق در طول فرآیند ساخت جلوگیری می‌کند. به کارگیری این روش با دستگاه‌های EUV استاندارد نیز چالش‌های خاص خود را دارد.
نیاز به نوردهی بیشتر و تاثیر بر بازدهی
برای ساخت ویفرهای ۱.۴ و ۱ نانومتری با دستگاه‌های استاندارد، به نوردهی (dose) بیشتری نیاز است. این بدان معناست که فوتومسک باید بارهای بیشتری نوردهی شود، امری که می‌تواند بازدهی تولید را به خطر بیندازد. در طول این مراحل نوردهی تکراری، استفاده از پلیکل‌ها برای جلوگیری از ورود ذرات آلاینده به خط تولید ویفر کاملاً الزامی و حیاتی خواهد بود.