IntelはASMLに投資して、極端なUVリソグラフィ、大規模な450mmウェーハを後押し

Intel Sandy Bridge CPUダイショット

Intelが投資する新しいチップ製造テクノロジーを探しているとき、同社はペニーを求めていません。 Chipzillaは、リソグラフィ装置の開発者ASMLの大規模な投資と一部購入を発表しました。目標は、両方の展開が直面している課題にもかかわらず、450mmウェーハテクノロジーと極端紫外線リソグラフィー(EUVL)を手の届く範囲に収めることです。

Intelは、EUVと450mmウェーハの展開のためのASMLのR&Dプログラムに8億2,900万ユーロ(約10億米ドル)を投資し、17億ユーロ相当のASML株式(21億米ドル、または利用可能な総株式の約10%)を購入することに合意しました。総額33億ユーロ(約41億米ドル)の一般的な研究開発資金を投資する。取引の全体的な構造とさまざまな支払いは、次のように分類されます。





ここでは2つの非常に異なるタイプの投資について話しているので、別々に分けてみましょう。 450mmウェーハへの移行は、IntelとTSMCが長年支えてきた移行ですが、小規模なファウンドリ(GlobalFoundries、UMC、Charteredは、独立したエンティティとして存在していた場合)がシフトに対抗しています。ここでの推論は簡単です。ウエハーが大きくなると、ウエハーあたりのチップ数が増え、規模の経済性が向上しますが、製造プロセスのほぼすべてのステップで新しい製造装置が必要になります。 300mm装置を450mmウェーハ用に改造することは事実上不可能であり、一方から他方への移行は非常に高価になります。

比較直径



300mmウェーハの面積は70,685mm。 450mmウェーハの面積は159,043mm

現在、いくつかのファブ(TSMCを含む)は200mmウェーハラインを稼働させ続けていますが、古い150mm規格は主に段階的に廃止されているか、長期的にコモディティ化されたプロセスノードでのみ稼働しています。 450mmに移動すると、おそらく200mmラインが段階的にシャットダウンされます。ただし、450mm生産での注意点の1つは、これらの施設を構築する企業は、ファブの負荷を維持するのに十分なプロセッサを出荷できることを確認する必要があることです。これは、Intelが多くのことに賭けている1つの理由です 「Atom Everywhere」戦略 —ダイ収縮と450mm展開の間、インテル ニーズ 自社工場の生産能力を維持するのに十分な製品を構築するために、携帯電話市場で非常に積極的に活動する。

EUVLの状況はかなり複雑です。



EUVLはバックグラウンドで長年浸透している技術ですが、問題が頑固にロールオーバーして解決するのを頑なに拒否したため、導入の時間枠は着実に外側にずれています。この用語は、次世代マイクロプロセッサの機能をエッチングするために極端紫外光を使用することを指します。 45nmノードまでは、誰もが「ドライ」リソグラフィと193nm波長の紫外線レーザーに依存していました。 AMDとIBMは45nmノードで、「液浸リソグラフィ」と呼ばれるものを導入しました。これは、レンズとウェーハの間に液体の層を挿入することを指します。たとえば、水の屈折率は1.44です。

液浸リソグラフィにより、プロセステクノロジは45nm(AMD / IBMの場合)および32nm(Intelの場合)でスケーリングを継続できました。ダブルパターニングのような他のテクノロジーは、32nm未満でスケーリングを続けてきました—しかし、これらのプロセスはすべてガスが不足しています 22nmノードの下に落ちたとき。その時点で、新しいスケーリングテクノロジーが必要になります。そこで、EUVLが登場します。

EUVLの問題は、大幅に異なる製造条件、大量のエネルギーを必要とし、同じ数のウェーハをエッチングするのに大幅に時間がかかることです。 Wikipediaによると(「塩分を含む」)壁のプラグ効率が約10%の20 kW CO2レーザーで駆動されるEUV光源は、約200 kWの電力を消費し、壁が約1%の100 W ArF液浸レーザープラグ効率は約10 kWの電力を消費します。」テキストが作成されてからギャップが大幅に縮小したとしても、電力消費量の違いのまったくの大きさが問題を示しています。

ITRSロードマップは、実際にはEUVについてかなり楽観的ですが、商業生産はまだ数年先にあることに注意してください。 Intelは、液浸リソグラフィを22 nmまで拡張し続けることができると考えています。 GlobalFoundriesは当初、約16 nmでの移行を予測していましたが、そのタイムラインを維持できる場合とそうでない場合があります。とにかく、ASMLへの投資は、専門の企業とチームを組み、同時に既存の技術を強化することにより、EUVの問題に投資していることを知らせるIntelの方法です。

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