ASML chốt đơn High-NA EUV với TSMC, Samsung, Intel; Huawei nỗ lực thoát phụ thuộc DUV

ASML là nhà sản xuất duy nhất trên thế giới về công nghệ quang khắc EUV, loại máy móc cần thiết để chế tạo các bộ tăng tốc AI mạnh mẽ nhất. Công ty đã đưa phiên bản Low-NA đơn giản hơn ra thị trường vào năm 2019 và kể từ đó đã làm việc với các khách hàng để triển khai các hệ thống High-NA phức tạp hơn.

Các photomask (mặt nạ quang học) lớn hơn nhằm mục đích tăng lưu lượng sản xuất thêm 40 phần trăm.

Thỏa thuận này phụ thuộc vào một sự thay đổi nhỏ nhưng quan trọng trong công nghệ. Bốn công ty dự định chuyển đổi các photomask của họ từ tiêu chuẩn 6 inch hiện nay sang 12 inch. Photomask là một loại khuôn mẫu chứa sơ đồ mạch của chip. Trong công nghệ quang khắc, ánh sáng đi qua mặt nạ này lên một tấm wafer silicon được phủ vật liệu nhạy sáng, chuyển sơ đồ mạch lên tấm wafer, nơi các bóng bán dẫn và đường dẫn mạch sau đó được hình thành.

Mặt nạ càng lớn, bạn càng có thể tạo ảnh trên diện tích rộng hơn trong một lần phơi sáng. Vì giới hạn 6 inch đã hạn chế kích thước của một con chip đơn lẻ, các nhà sản xuất buộc phải xếp chồng các con chip theo chiều dọc và kết nối chúng theo những cách phức tạp, điều này làm tăng chi phí và độ phức tạp.

Sự thay đổi này từ lâu đã được coi là phức tạp và đắt đỏ. Tuy nhiên, theo giám đốc công nghệ Marco Pieters của ASML, nỗ lực phối hợp này có thể tăng lưu lượng sản xuất của các máy High-NA thêm 40 phần trăm và đơn giản hóa quy trình thiết kế; ông gọi đây là một cơ hội to lớn. TSMC và ASML dự định xây dựng một dây chuyền thử nghiệm cho các mặt nạ 12 inch vào năm 2031, với việc đưa vào sản xuất thực tế trên các thiết bị High-NA vào năm 2033.

TSMC trước đây vẫn tỏ ra thận trọng khi cho rằng lợi ích về năng suất chưa bù đắp được chi phí cao hơn. Hiện tại, công ty đang thay đổi chiến lược. Điều này rất quan trọng đối với ASML vì TSMC chiếm khoảng 16 phần trăm doanh thu của họ. Cùng với Samsung và Intel, ba khách hàng lớn nhất này đều đã tham gia. Samsung là một trong những nhà sản xuất bộ nhớ lớn nhất và có kế hoạch sử dụng High-NA cho các chip nhớ bắt đầu từ năm 2028, loại chip mà giá đang tăng mạnh hiện nay do nhu cầu từ các trung tâm dữ liệu AI.

Huawei điều phối câu trả lời của Trung Quốc trước sự phụ thuộc vào ASML.

Trong khi đó, theo một báo cáo từ Financial Times, Huawei đang thúc đẩy việc loại bỏ công nghệ nước ngoài khỏi chuỗi cung ứng bán dẫn của Trung Quốc và tìm cách vượt qua các biện pháp kiểm soát xuất khẩu của phương Tây đối với công nghệ giá trị của ASML. Công ty đang đầu tư vào toàn bộ chuỗi cung ứng quang khắc và giúp môi giới các thỏa thuận với các nhà máy sản xuất chip (fab) hàng đầu như SMIC.

Trung Quốc không tập trung vào công nghệ EUV tiên tiến nhất mà tập trung vào DUV. Viết tắt này là viết tắt của Deep Ultraviolet (cực tím sâu), với bước sóng 193 nanomet, trong khi EUV hoạt động ở bước sóng ngắn hơn nhiều là 13,5 nanomet. Bước sóng ngắn hơn cho phép tạo ra các cấu trúc tinh vi hơn và do đó tạo ra các con chip tiên tiến nhất. DUV là công nghệ cũ hơn, hoàn thiện hơn và được sử dụng cho hầu hết các con chip được sản xuất trên toàn thế giới. Với kỹ thuật gọi là multi-patterning (đa tạo mẫu), nơi một sơ đồ được xây dựng qua nhiều bước phơi sáng, nó cũng có thể tạo ra các chất bán dẫn tiên tiến hơn, mặc dù tốn nhiều công sức và chi phí hơn so với EUV.

Theo FT, trọng tâm trong nỗ lực của Huawei là Yuliangsheng, một nhà sản xuất thiết bị tại Thượng Hải đã giúp phát triển máy DUV tiên tiến đầu tiên của Trung Quốc. Công ty này được tách ra từ SiCarrier, đơn vị mà FT cho biết có mối quan hệ mật thiết với Huawei, một tuyên bố mà Huawei phủ nhận. Chiếc máy này đang được SMIC và các dây chuyền sản xuất của chính Huawei thử nghiệm, cho đến nay là đối với các chất bán dẫn ít phức tạp hơn. Yuliangsheng đặt mục tiêu sản xuất 12 máy DUV vào cuối năm nay, nhưng vẫn còn tụt hậu xa so với ASML.

Nhà phân tích Lin Qingyuan của Bernstein cho biết Huawei đóng vai trò quản lý dự án trong nỗ lực phát triển DUV của Trung Quốc, và chỉ riêng một nguyên mẫu DUV là không đủ. Bạn cần hàng ngàn nhà cung cấp và khách hàng làm việc cùng nhau, cộng với một lực lượng điều phối trung tâm.

Những nút thắt lớn nhất vẫn là thấu kính chiếu và nguồn sáng. Theo FT, Yuliangsheng sử dụng thấu kính từ Zeiss. Công ty này cho biết họ chỉ bán các thiết bị quang học của mình cho ASML. Tuy nhiên, những người trong cuộc chỉ ra thị trường thứ cấp. Đồng thời, bộ phận đầu tư mạo hiểm Habo của Huawei đang hỗ trợ các đối thủ của Zeiss như Fujian Zhiqi Photonics và nhà phát triển nguồn sáng Beijing RSLaser để trở nên độc lập hơn trong lĩnh vực này.