Samsung dùng High NA EUV hạ giá chip nhớ DRAM từ năm 2028

Điểm nổi bật trong thông báo là Samsung dự kiến đưa công nghệ quang khắc High NA EUV của ASML vào sản xuất DRAM quy mô lớn từ năm 2028. Qua đó trở thành nhà sản xuất chip nhớ đầu tiên trong ngành công bố mốc thời gian cụ thể cho việc đưa công nghệ quang khắc thế hệ mới vào dây chuyền sản xuất DRAM sản lượng cao.

Samsung cho biết High NA EUV kéo dài lộ trình thu nhỏ của DRAM, bởi độ nét được cải thiện cho phép đơn giản hóa quy trình và nâng hiệu suất chế tạo. Nói cách khác, một lần chiếu sáng bằng thiết bị mới có thể thay thế nhiều lần chiếu chồng lớp mà công nghệ thế hệ trước buộc phải thực hiện, nhờ vậy nhà máy rút ngắn số bước công nghệ, giảm rủi ro sai lệch và tiết kiệm chi phí trên mỗi tấm bán dẫn.

Các cỗ máy High NA EUV đã sẵn sàng cho Samsung và TSMC đưa vào sản xuất chip quy mô lớn. Ảnh: MTG

Cam kết đưa High NA EUV vào sản xuất DRAM sản lượng cao từ năm 2028 cho thấy Samsung đánh giá công nghệ này đã tiến đủ xa để bước vào môi trường sản xuất quy mô lớn, đồng thời khẳng định khả năng của nền tảng quang khắc thế hệ mới trong việc đáp ứng các yêu cầu ngày càng cao của cả chip nhớ tiên tiến và chip xử lý logic tiên tiến, thay vì chỉ được sử dụng trong các dây chuyền thử nghiệm.

Khuôn quang khắc 12 inch giúp giảm chi phí sản xuất DRAM

Song song với kế hoạch đưa High NA EUV vào sản xuất DRAM, Samsung tham gia sáng kiến chung của ngành nhằm phát triển khuôn quang khắc (photomask) khổ 12 inch cho hoạt động sản xuất bán dẫn trong tương lai. Khuôn quang khắc (photomask) là tấm khuôn chứa hoa văn mạch điện với độ chính xác rất cao, được sử dụng trong quá trình quang khắc để chuyển mẫu mạch lên tấm wafer, tương tự cách bản kẽm truyền hình ảnh lên giấy trong công nghệ in truyền thống.

Trong nhiều năm qua, ngành bán dẫn chủ yếu sử dụng khuôn quang khắc (photomask) khổ 6 inch, trong khi việc chuyển sang khổ 12 inch được kỳ vọng giúp các nhà máy tăng năng suất, giảm chi phí chế tạo chip và hạn chế nhu cầu chia nhỏ, ghép nối các mẫu mạch khi xử lý những thiết kế có kích thước lớn.

Ràng buộc ghép nối phát sinh do vùng in một lần của máy High NA EUV chỉ bằng một nửa so với thiết bị thế hệ cũ, khiến con chip diện tích lớn phải chia thành hai nửa rồi ghép lại như hai mảnh ảnh chụp dán liền nhau. Khuôn in mạch khổ 12 inch giải quyết điểm nghẽn đó, giúp các nhà sản xuất khai thác trọn vẹn ưu thế của High NA EUV và đưa những thế hệ chip đầu bảng tiếp theo về mức chi phí dễ chịu hơn.

Samsung đang có lợi thế khi tham gia quá trình chuyển đổi này nhờ hoạt động đồng thời trong hai lĩnh vực chip nhớ và gia công chip theo hợp đồng, cùng kinh nghiệm nhiều năm phát triển và vận hành các công nghệ quang khắc sử dụng tia cực tím. Những nền tảng này giúp Samsung giữ vai trò quan trọng trong sáng kiến phát triển khuôn quang khắc (photomask) khổ 12 inch, khi hãng cho biết sẽ phối hợp chặt chẽ với các đối tác trong ngành để phát triển công nghệ khuôn quang khắc và hạ tầng cần thiết cho thế hệ sản xuất bán dẫn tiếp theo.

Cuộc đua High NA EUV giữa Samsung và TSMC

ASML công bố hợp tác trước thềm hội nghị SPIE với ba doanh nghiệp thuộc nhóm dẫn đầu về công nghệ chế tạo tiên tiến, cùng thúc đẩy hệ thống High NA EUV chuyển từ khuôn quang khắc 6 inch truyền thống sang khuôn 12 inch. Trong khi Samsung chọn mốc 2028 cho DRAM, TSMC dự kiến đưa High NA EUV vào sản xuất đại trà các tiến trình chip xử lý logic tiên tiến từ năm 2031.

Các bên đặt mục tiêu xây dựng dây chuyền thử nghiệm khuôn in mạch 12 inch trước năm 2031, chuẩn bị cho việc đưa vào sản xuất chính thức trong các tiến trình tiên tiến dùng High NA EUV vào năm 2033. Lịch trình cho thấy toàn ngành nhìn nhận hạ tầng khuôn khổ lớn như một dự án dài hơi, đòi hỏi vật liệu nền, thiết bị soi lỗi, hộp đựng và toàn bộ chuỗi cung ứng phụ trợ phải thay đổi theo.

Ông Young Hyun Jun, Phó Chủ tịch kiêm Tổng Giám đốc Samsung Electronics, nhận định kỷ nguyên trí tuệ nhân tạo đang định hình lại ngành bán dẫn và làm tăng tầm quan trọng của đổi mới công nghệ trên toàn chuỗi giá trị. Ông khẳng định Samsung theo đuổi vị thế dẫn đầu trong chế tạo bán dẫn tiên tiến ở cả mảng chip nhớ lẫn mảng gia công đúc thuê thông qua công nghệ đột phá cùng quan hệ đối tác bền chặt, và việc siết chặt hợp tác với ASML góp phần đặt nền móng cho thế hệ đổi mới tiếp theo của trí tuệ nhân tạo và bán dẫn.

Ông Christophe Fouquet, Chủ tịch kiêm Tổng Giám đốc ASML, cho rằng Samsung nhiều năm qua giữ vai trò một trong những đối tác đổi mới quan trọng nhất của hãng thiết bị Hà Lan. Theo ông, hai bên cùng nhau thúc đẩy các công nghệ tạo nền tảng cho hoạt động chế tạo bán dẫn hiện đại, và khi ngành công nghiệp bước vào giai đoạn mới do trí tuệ nhân tạo dẫn dắt, sự phối hợp chặt chẽ với khách hàng càng trở nên quan trọng hơn.

Thông báo phản ánh cam kết chung về đổi mới, vị thế công nghệ và quan hệ hợp tác lâu dài. Samsung cùng ASML cho biết sẽ tiếp tục tìm kiếm cơ hội hợp tác ở những lĩnh vực khác, trong đó có bộ nhớ tiên tiến và các phương pháp chế tạo mới.

ASML hiện là nhà cung cấp hàng đầu cho ngành bán dẫn, mang tới cho các hãng chip phần cứng, phần mềm và dịch vụ để sản xuất hàng loạt hoa văn mạch điện của vi mạch tích hợp. Công ty đa quốc gia đặt trụ sở tại Veldhoven, Hà Lan, mở văn phòng khắp khu vực châu Âu, Trung Đông, châu Phi, Mỹ và châu Á, với hơn 44.000 nhân viên toàn thời gian.