Япония опередила всех

Японская компания Canon начала поставки нового оборудования для производства микросхем по топологии 5 нм. Как пишет портал Tom’s Hardware, литограф Canon будет стоить приблизительно в 10 раз дешевле аналогичных решений компании ASML из Нидерландов.

О внушительной разнице в стоимости литографов Canon и ASML заявил непосредственно глава Canon Фудзио Митараи (Fujio Mitarai). Сказав, что по цене одного литографа ASML можно будет купить 10 литографов Canon, Митараи тут же добавил, что ценовая политика на новое оборудование еще требует утверждения.

ASML – это признанный лидер мирового рынка аппаратуры для литографии с долей, по разным оценкам, в пределах 90%. Новое оборудование Canon поставит лидерство ASML под угрозу, поскольку оно не только в 10 раз дешевле, но и во столько же раз экономичнее за счет сниженного потребления энергии. Речь, в частности, об установке Canon FPA-1200NZ2C.

Разница в стоимости и технологиях

Новинка Canon не только стоит дешевле и потребляет меньше электричества в сравнении с оборудованием ASML – она еще и эксплуатирует совершенно другую технологию производства полупроводников. Если ASML делает ставку на литографию с использованием глубокого или экстремального ультрафиолета (Deep, Extreme ultraviolet – DUV, EUV), то новое творение Canon обходится вовсе без фотолитографии. Японцы отдали предпочтение так называемой «нанопечатной литографии» (nanoimprint lithography, NIL). Эту технологию Canon развивает как минимум с 2014 г., когда под ее контроль перешла компания Molecular Imprints, работающая в этом направлении.

Литографы Canon окажутся по карману даже небольшим компаниям, желающим выпускать процессоры и микросхемы

Обычные системы фотолитографии в глубоком (DUV) и экстремальном ультрафиолете (EUV) проецируют рисунок схемы на пластину с резистивным слоем с помощью специальной фотомаски. В наноимпринтной литографии (NIL) используется маска (или, скорее, форма), на которую нанесен рисунок схемы, который затем непосредственно штампуется на фоторезисте пластины.

Этот метод штамповки позволяет избежать необходимости использования оптической системы для переноса рисунка, что может привести к более точному воспроизведению сложных схемных решений из формы на пластину. Теоретически, NIL может создавать сложные двумерные или трехмерные схемы за один шаг, что также потенциально снижает производственные затраты.

Судя по всему, новшество Canon заинтересовало нескольких потенциальных покупателей, по крайней мере, если верить словам главы компании. «Я не ожидаю, что технология наноимпринтинга обгонит EUV, но я уверен, что это создаст новые возможности и спрос. Мы уже отвечаем на множество запросов от клиентов», – заявил Bloomberg Фудзио Митараи, не уточнив, какие именно страны и компании проявили интерес к новым установкам литографии.

Всегда есть одно «но»

Подводя итог, получается, что NIL-литография по всем основным параметрам лучше, чем EUV и DUV. Оборудование стоит дешевле, себестоимость продукции ниже, можно экономить на электроэнергии, точность печати выше.

Однако есть один нюанс. Классическая фотолитография позволяет обрабатывать целые пластины одновременно, хотя и в несколько этапов, то есть это довольно быстрый процесс. NIL-литография на такое не способна, что замедляет процесс производства. Насколько именно он медленнее, издания и Canon не приводят.

Кроме того, любые частицы или примеси, оказавшиеся на форме или подложке при NIL-литографии, могут привести к появлению дефектов, потенциально снижающих производительность и надежность производственного процесса. Чтобы избежать этого, потребуется строгое управление процессами и сверхчистая окружающая среда для обеспечения однородного качества продукции.

Ввиду перечисленного вендорам микросхем, вероятно, придется делать выбор между дорогой и более быстрой фотолитографией, что позволит им выпустить больше продукции в единицу времени, и более доступной, но более медленной нанопечатной технологией производства чипов.

Больше никакой монополии

Современный рынок производства микросхем поделен между десятком гигантских компаний, главная среди которых – тайваньская TSMC с долей более 50% в 2022 г. Если смотреть по странам, то основных игроков и все лишь три – Тайвань, Китай и США.

Как пишет Tom’s Hardware, появление на рынке большого количества сравнительно дешевых NIL-литографов Canon откроет доступ к этому рынку небольшим компаниям из разных стран, которые при прежних условиях едва ли смогли бы потянуть строительство фабрики исключительно на дорогостоящем оборудовании ASML. К тому же эта компания подвергается давлению со стороны властей США и по их велению вводит санкции против тех или иных стран, в особенности против Китая.

Canon за подобным пока не замечена. Да и в целом выход Canon на рынок произошел в то время, когда геополитическая напряженность привела к запрету на экспорт EUV и передовых систем DUV ASML в Китай. Как пишет Tom’s Hardware, это эмбарго непреднамеренно создало потенциальную нишу для новых предложений Canon, которые, плюс ко всему, не были в явном виде включены в ужесточенный в июле 2023 г. экспортный контроль над производством микросхем в Японии.

Георгий Дорофеев

Источник