Khôi Nguyên
Writer
Các nhà nghiên cứu Nhật Bản phát triển thành công máy quang khắc EUV đơn giản và rẻ hơn, có thể đe dọa vị thế độc quyền của ASML.
Viện Khoa học và Công nghệ Okinawa (OIST) cho biết, đã thiết kế thành công thiết bị quang khắc cực tím EUV có thể giảm đáng kể chi phí sản xuất chất bán dẫn từ 7 nm trở xuống.
Thiết bị quang khắc EUV của ASML. Ảnh: ASML
Không chỉ vậy, thiết bị này còn có thiết kế đơn giản hơn hệ thống thông thường của ASML (Hà Lan), chẳng hạn như giảm xuống chỉ còn hai gương chiếu sáng quang học, thay vì sáu chiếc mặc định.
Về hiệu suất, nhóm nghiên cứu công bố, hệ thống này cho phép hơn 10% năng lượng EUV ban đầu đến được các tấm wafer, so với khoảng 1% trên các cấu hình tiêu chuẩn.
Với kết cấu đơn giản và rẻ hơn thiết bị của ASML, dòng máy EUV mới nếu được sản xuất hàng loạt, có thể định hình lại ngành sản xuất máy đúc chip, từ đó tác động đến toàn ngành bán dẫn.
Ngoài ra, một trong những lợi thế của máy là tăng độ tin cậy và giảm sự phức tạp trong việc bảo trì. Giảm đáng kể điện năng tiêu thụ cũng là một điểm mạnh của hệ thống mới. Nhờ vào đường đi tối ưu của ánh sáng, hệ thống hoạt động với nguồn sáng EUV chỉ 20 W, dẫn đến tổng tiêu thụ điện năng dưới 100 kW. Trong khi đó, các hệ thống EUV truyền thống thường yêu cầu hơn 1 MW điện.
OIST đã nộp đơn xin cấp bằng sáng chế cho công nghệ và cho biết, sẽ tiếp tục phát triển máy quang khắc EUV để đưa vào ứng dụng thực tiễn. Thị trường máy EUV toàn cầu dự kiến tăng từ 8,9 tỷ năm 2024 lên 17,4 tỷ USD năm 2030.
Quang khắc là quá trình in sơ đồ mạch lên bề mặt cảm quang của tấm silicon bằng cách chiếu tia sáng về phía tấm nền silicon (wafer) qua một đĩa thủy tinh được vẽ sẵn sơ đồ mạch. Mạch càng nhỏ càng cần những đèn chiếu tia sáng có bước sóng ngắn hơn, trong đó, tia siêu cực tím (EUV) là bước phát triển hiện đại nhất hiện nay.
Những năm qua, ASML được xem là "nút thắt cổ chai" trong sản xuất bán dẫn khi gần như là nhà cung cấp duy nhất về máy quang khắc, gồm máy dùng công nghệ in thạch bản nhúng DUV và các hệ thống sử dụng tia siêu cực tím EUV. Sản phẩm đóng vai trò trung tâm trong cuộc cạnh tranh địa chính trị giữa Mỹ và Trung Quốc, khi Washington đang tìm mọi cách ngăn Bắc Kinh tiếp cận những cỗ máy này.
Viện Khoa học và Công nghệ Okinawa (OIST) cho biết, đã thiết kế thành công thiết bị quang khắc cực tím EUV có thể giảm đáng kể chi phí sản xuất chất bán dẫn từ 7 nm trở xuống.
Thiết bị quang khắc EUV của ASML. Ảnh: ASML
Không chỉ vậy, thiết bị này còn có thiết kế đơn giản hơn hệ thống thông thường của ASML (Hà Lan), chẳng hạn như giảm xuống chỉ còn hai gương chiếu sáng quang học, thay vì sáu chiếc mặc định.
Về hiệu suất, nhóm nghiên cứu công bố, hệ thống này cho phép hơn 10% năng lượng EUV ban đầu đến được các tấm wafer, so với khoảng 1% trên các cấu hình tiêu chuẩn.
Với kết cấu đơn giản và rẻ hơn thiết bị của ASML, dòng máy EUV mới nếu được sản xuất hàng loạt, có thể định hình lại ngành sản xuất máy đúc chip, từ đó tác động đến toàn ngành bán dẫn.
Ngoài ra, một trong những lợi thế của máy là tăng độ tin cậy và giảm sự phức tạp trong việc bảo trì. Giảm đáng kể điện năng tiêu thụ cũng là một điểm mạnh của hệ thống mới. Nhờ vào đường đi tối ưu của ánh sáng, hệ thống hoạt động với nguồn sáng EUV chỉ 20 W, dẫn đến tổng tiêu thụ điện năng dưới 100 kW. Trong khi đó, các hệ thống EUV truyền thống thường yêu cầu hơn 1 MW điện.
OIST đã nộp đơn xin cấp bằng sáng chế cho công nghệ và cho biết, sẽ tiếp tục phát triển máy quang khắc EUV để đưa vào ứng dụng thực tiễn. Thị trường máy EUV toàn cầu dự kiến tăng từ 8,9 tỷ năm 2024 lên 17,4 tỷ USD năm 2030.
Quang khắc là quá trình in sơ đồ mạch lên bề mặt cảm quang của tấm silicon bằng cách chiếu tia sáng về phía tấm nền silicon (wafer) qua một đĩa thủy tinh được vẽ sẵn sơ đồ mạch. Mạch càng nhỏ càng cần những đèn chiếu tia sáng có bước sóng ngắn hơn, trong đó, tia siêu cực tím (EUV) là bước phát triển hiện đại nhất hiện nay.
Những năm qua, ASML được xem là "nút thắt cổ chai" trong sản xuất bán dẫn khi gần như là nhà cung cấp duy nhất về máy quang khắc, gồm máy dùng công nghệ in thạch bản nhúng DUV và các hệ thống sử dụng tia siêu cực tím EUV. Sản phẩm đóng vai trò trung tâm trong cuộc cạnh tranh địa chính trị giữa Mỹ và Trung Quốc, khi Washington đang tìm mọi cách ngăn Bắc Kinh tiếp cận những cỗ máy này.
