Đột phá của ông lớn chip

ASML đạt được bước tiến mới trong công nghệ EUV. Ảnh: ASML.

ASML cho biết họ đã đạt bước tiến quan trọng trong công nghệ nguồn sáng cho máy khắc quang cực tím (EUV), có thể giúp tăng sản lượng chip thêm tới 50% vào cuối thập kỷ này. Thông tin được công bố vào ngày 23/2.

Gã khổng lồ công nghệ của Hà Lan hiện là nhà sản xuất duy nhất trên thế giới cung cấp máy EUV thương mại, thiết bị then chốt trong sản xuất chip tiên tiến, được sử dụng bởi các công ty lớn nhất trong ngành bán dẫn như TSMC và Intel. Công nghệ EUV được xem là “trái tim” của quá trình in mạch ở các thế hệ bán dẫn hiện đại.

Theo các nhà nghiên cứu của ASML, công ty đã tìm ra cách nâng công suất nguồn sáng EUV từ mức 600 watt hiện tại lên 1.000 watt. Michael Purvis, kỹ thuật viên hàng đầu về nguồn sáng EUV của ASML, cho biết hệ thống mới không chỉ là thử nghiệm ngắn hạn, nó đã đáp ứng đầy đủ các yêu cầu vận hành như tại cơ sở của khách hàng.

“Đây là một hệ thống có thể tăng công suất lên tới 1.000 watt với tất cả yêu cầu tương tự như bạn có thể thấy”, ông Purvis nói tại nhà máy của ASML ở California.

Công suất cao hơn cho phép rút ngắn thời gian phơi sáng khi in chip lên tấm silicon phủ chất cản quang, từ đó tăng số lượng chip sản xuất mỗi giờ và giảm chi phí trên mỗi đơn vị. Theo Teun Van Gogh, Phó chủ tịch điều hành tại ASML, mục tiêu của công ty là giúp khách hàng tiếp tục sử dụng EUV với chi phí thấp hơn đáng kể.

Ông Van Gogh cho biết đến cuối thập kỷ này, mỗi máy EUV có thể xử lý khoảng 330 tấm wafer mỗi giờ, tăng so với mức 220 hiện nay. Tùy kích thước, mỗi wafer có thể chứa từ vài chục đến hàng nghìn chip.

Công nghệ EUV phức tạp đến mức trở thành tâm điểm cạnh tranh địa chính trị. Chính phủ Mỹ đã phối hợp với Hà Lan nhằm hạn chế xuất khẩu máy EUV sang Trung Quốc. Trong khi đó, Trung Quốc thúc đẩy nỗ lực tự phát triển công nghệ tương tự.

Tại Mỹ, các startup như Substrate và xLight đã huy động hàng trăm triệu USD để theo đuổi giải pháp cạnh tranh, trong đó xLight nhận được tài trợ từ chính phủ dưới thời Tổng thống Donald Trump.

ASML đang là công ty độc quyền cung cấp máy EUV thương mại trên toàn cầu. Ảnh: ASML.

Để tạo ra ánh sáng EUV có bước sóng 13,5 nm, máy của ASML bắn các giọt thiếc nóng chảy vào buồng chân không, nơi chúng được laser CO2 nung nóng thành plasma, trạng thái siêu nóng phát ra ánh sáng EUV. Ánh sáng này sau đó được hệ thống quang học chính xác do công ty Carl Zeiss AG (Đức) cung cấp thu gom và điều hướng để in mạch lên tấm wafer.

Bước tiến mới bao gồm việc tăng gấp đôi số giọt thiếc lên khoảng 100.000 giọt/giây, đồng thời sử dụng 2 xung laser nhỏ để định hình plasma thay vì một xung như trước đây.

Jorge J. Rocca, Giáo sư tại Đại học Bang Colorado, nhận định việc đạt công suất 1.000 watt là “rất đáng kinh ngạc”, nhấn mạnh thách thức kỹ thuật lớn của công nghệ này.

ASML cho biết những kỹ thuật mới mở ra lộ trình nâng công suất lên 1.500 watt, thậm chí 2.000 watt trong tương lai. Điều này sẽ củng cố lợi thế của công ty trong cuộc đua công nghệ bán dẫn toàn cầu.

Minh Hoàng