Zaawansowana technologia mikrochipów: rola litografii w ekstremalnym ultrafiolecie (EUVL)

Strona główna / Blog / Produkty konsumenckie / Zaawansowana technologia mikrochipów: rola litografii w ekstremalnym ultrafiolecie (EUVL)

Co to jest litografia w ekstremalnym ultrafiolecie (EUVL)? 

Skrajny Litografia ultrafioletowa (EUVL) reprezentuje istotny krok naprzód w produkcji półprzewodników do produkcji następna generacja mikrochipów. Ta zaawansowana technologia, która działa na pionierski nowatorski mikrofabrykacji wykorzystuje światło o skrajnym spektrum ultrafioletu, zwykle około 13.5 nanometra, do wytrawiania niewiarygodnie małych elementów na płytkach krzemowych. 

Z pewnością podejmuj badania w zakresie własności intelektualnej 

Rozwój i wyzwania 

Droga w kierunku litografii w ekstremalnym ultrafiolecie (EUV) była naznaczona poważnymi wyzwaniami. Opracowanie technologii wymagało ogromnych badań, innowacji i inwestycji.  

Na przykład wytwarzanie ultrafioletowego światła litograficznego euv jest złożonym procesem: obejmuje generowanie plazmy, która emituje pożądaną długość fali poprzez wystrzeliwanie wysokoenergetycznych laserów w krople stopionej cyny. Precyzja wymagana przy produkcji i konserwacji sprzętu, takiego jak lustra i fotomaski, jest niezwykle wysoka. 

Spis treści

Wpływ na branżę 

Wprowadzenie EUVL jest zmieniacz gry dla przemysłu półprzewodników. Umożliwiło to produkcję bardziej zaawansowanych, wydajnych i wydajnych mikrochipów, kluczowych dla nowoczesnych urządzeń elektronicznych. Zdolność EUVL do tworzenia drobniejszych obwodów na chipach oznacza, że ​​producenci mogą upakować więcej tranzystorów na tej samej przestrzeni, znacznie zwiększając wydajność i efektywność energetyczną. 

Adopcja i perspektywy na przyszłość 

Pomimo korzyści, przyjęcie EUVL było stopniowe, głównie ze względu na jego złożoność i wysokie koszty. Jednak giganci branżowi, tacy jak Intel, Samsung i TSMC, zaczęli włączać EUVL do swoich procesów produkcyjnych.  

To przyjęcie stanowi kluczowy moment w branży i pokazuje zaangażowanie w przesuwanie granic tego, co jest możliwe w technologii półprzewodników. 

Szersze implikacje 

EUVL to nie tylko kamień milowy dla branży półprzewodników; jest katalizatorem szerszych innowacji technologicznych. Jej konsekwencje rozciągają się na różne sektory, w tym informatykę, telekomunikację i opiekę zdrowotną.  

Oczekuje się, że w miarę ciągłego rozwoju technologii EUVL i jej zdobywania głównego nurtu, przyczyni się to do znacznego postępu w tych i innych dziedzinach.  

Uzyskaj jeszcze głębszy wgląd w branżę litografii ekstremalnego ultrafioletu (EUVL) dzięki naszemu raportowi

Krajobraz rynku litografii w ekstremalnym ultrafiolecie (EUV).

Obecny scenariusz rynkowy 

Litografia EUV stała się podstawą produkcji półprzewodników, umożliwiając tworzenie ultramałych chipów o wysokiej wydajności. Technologia ta ma kluczowe znaczenie w szeregu zastosowań, od elektroniki użytkowej po zaawansowane rozwiązania komputerowe. 

Rozmiar i wzrost rynku 

Kurs Rynek litografii EUV wykazuje w ostatnich latach znaczny wzrost. W 2023 r. rynek był wyceniany na około 9.4 miliarda dolarów, co odzwierciedla rosnący popyt na zaawansowane technologie półprzewodnikowe.  

Prognozy rynkowe dotyczące roku 2028 szacują skok do około 25.3 miliarda dolarów, co podkreśla kluczową rolę tej technologii w przyszłości produkcji półprzewodników. 

Kluczowe czynniki rynkowe

  • Postęp w technologii komputerowej: Rozwój sztucznej inteligencji, uczenia maszynowego i zapotrzebowanie na obliczenia o wysokiej wydajności znacząco napędzają popyt. 
  • Miniaturyzacja urządzeń elektronicznych: Utrzymujący się trend w kierunku mniejszych, bardziej wydajnych urządzeń w dalszym ciągu przesuwa granice produkcji chipów. 
  • Innowacyjne przełomy w produkcji półprzewodników: Litografia EUV ma kluczowe znaczenie, ponieważ tradycyjna litografia osiąga swoje granice, co czyni ją kluczową technologią dla przyszłego rozwoju. 

Kluczowi gracze rynkowi 

Rynek kształtuje kilka kluczy firmy zajmujące się litografią ekstremalnego ultrafioletu, z których każdy znacząco się do tego przyczynia ekstremalna litografia ultrafioletowa rynek postęp

Zaawansowana technologia mikrochipów: rola litografii w ekstremalnym ultrafiolecie (EUVL)

Wyzwania i ograniczenia rynkowe 

Choć obiecujący, rynek litografii EUV stoi przed kilkoma wyzwaniami: 

  • Wysokie koszty i złożoność: Zaawansowany charakter technologii EUV i związane z nią koszty stanowią główne bariery na drodze do szerszego zastosowania. 
  • Wyzwania techniczne: W miarę dalszego kurczenia się funkcji chipów, wydajność, przepustowość i złożoność stają się coraz bardziej zniechęcającymi wyzwaniami. 
  • Przeszkody w łańcuchu dostaw: Specjalistyczny charakter sprzętu EUV i wysoki popyt prowadzą do poważnych wyzwań w łańcuchu dostaw. 

Informacje regionalne 

Rynek ten ma zasięg globalny i charakteryzuje się znacznymi różnicami regionalnymi: 

  • Ameryka Północna i Europa: Regiony te znajdują się w czołówce, z głównymi graczami, takimi jak ASML i Intel. 
  • Azja i Pacyfik: Regiony takie jak Tajwan, Korea Południowa i Chiny szybko stają się centrami produkcji półprzewodników, dokonującymi znacznych inwestycji w technologię EUV. 

Perspektywy na przyszłość 

Przyszłość rynku litografii EUV jest jasna i pełna możliwości. Przewidywany wzrost do 25.3 miliardów dolarów do 2028 r. świadczy o rosnącym popycie i rozszerzaniu się zastosowań tej technologii. 

Innowacje na horyzoncie: Możemy się spodziewać, że przyszłe innowacje skupią się na poprawie wydajności, przepustowości i opłacalności. Włączenie sztucznej inteligencji i uczenia maszynowego do procesu produkcyjnego może zrewolucjonizować litografię EUV. 

Wpływ na przemysł półprzewodników: Projekt EUV Lithography na nowo zdefiniuje produkcję półprzewodników, umożliwiając tworzenie chipów nowej generacji, które będą miały dalekosiężne konsekwencje w różnych branżach. 

Krajobraz patentowy na litografię ekstremalnego ultrafioletu (EUV). 

Przegląd portfela patentów 

Krajowe trendy patentowe 

Zaawansowana technologia mikrochipów: rola litografii w ekstremalnym ultrafiolecie (EUVL)

Główni gracze w EUV Litografia IP Krajobraz

Zaawansowana technologia mikrochipów: rola litografii w ekstremalnym ultrafiolecie (EUVL)

Niedawny Postępy w litografii EUV 

Litografia EUV o wysokiej NA (przysłonie numerycznej). 

Litografia EUV o wysokiej NA (aperturze numerycznej) to ewolucja w produkcji chipów, zaprojektowana w celu przezwyciężenia ograniczeń istniejących maszyn EUV w osiąganiu wysokich rozdzielczości wymaganych dla węzłów poniżej 2 nm.  

Ta zaawansowana technika stanowi ulepszenie tradycyjnej litografii EUV poprzez zastosowanie większej optyki, aby umożliwić uzyskanie wzorów o wyższej rozdzielczości, co jest kluczowe dla następnej generacji produkcji półprzewodników.  

Litografia EUV o wysokiej NA skupia światło EUV ostrzej, aczkolwiek z mniejszą głębią ostrości, co wymaga precyzji w projektach fotorezystu i maski, aby uniknąć rozmycia. Metoda ta może znaleźć się w centrum przyszłego rozwoju chipów, a jej pomyślne wdrożenie będzie wymagało głębokiej współpracy branżowej. 

Wzór litograficzny EUV przy użyciu rezystora wielowyzwalającego  

Badania nad fotorezystami EUV, szczególnie w kierunku litografii EUV o wysokiej zawartości NA, postępują wraz z opracowaniem maski z wieloma wyzwalaczami (MTR). Ten nowy typ maski został zaprojektowany, aby radzić sobie ze zwiększonym szumem fotonów oczekiwanym w systemach o wysokiej zawartości NA i ma na celu wysoką absorpcję EUV w celu utrzymania cienkich warstw pomimo zmniejszonej głębi ostrości.  

Koncepcja MTR wykorzystuje materiały molekularne w celu maksymalizacji rozdzielczości i minimalizacji chropowatości, charakteryzując się absorbancją większą niż 18 μm-1. Ostatnie eksperymenty wykazały obiecujące wyniki w modelowaniu drobnych cech przy zoptymalizowanych wymaganiach dotyczących dawki, pokazując potencjał maski do przyszłych zastosowań w litografii EUV. 

Peletki z nanorurek węglowych EUV

Błonki EUV są niezbędne w procesie litografii w celu ochrony fotomaski przed zanieczyszczeniami. Poszukiwanie materiałów odpornych na trudne warunki panujące w skanerach EUV o dużej mocy doprowadziło do badań nad nanorurkami węglowymi.  

Materiały te okazują się bardzo obiecujące ze względu na ich solidne właściwości mechaniczne i termiczne, które są niezbędne do wytrzymania ekstremalnych warunków próżniowych i wentylacyjnych w aparacie skanera.  

Ich unikalna struktura zapewnia niezbędną trwałość i zdolność wytrzymywania ekspozycji na wysoką energię bez degradacji, zapewniając, że integralność fotomaski pozostaje nienaruszona podczas procesu wytwarzania chipów. Oczekuje się, że ciągły rozwój błonek nanorurek węglowych odegra kluczową rolę w rozwoju technologii litografii EUV. 

Litografia w ekstremalnym ultrafiolecie (EUV) Najnowsze wiadomości

Skaner High-NA EUV nabyty przez firmę Intel od firmy ASML 

Firma Intel otrzymała niedawno pierwszy skaner litograficzny High-NA EUV firmy ASML, znany jako Twinscan EXE:5000. Narzędzie to przeznaczone jest do produkcji chipów w technologiach procesowych wykraczających poza skalę 3 nm, które branża planuje wdrożyć w latach 2025 – 2026.  

Technologia High-NA EUV z obiektywem o aperturze numerycznej 0.55 umożliwia uzyskanie rozdzielczości 8 nm, co stanowi poprawę w porównaniu z obecną rozdzielczością 13 nm zapewnianą przez istniejące narzędzia EUV. Postęp ten oznacza, że ​​producenci chipów mogą uniknąć stosowania podwójnego wzornictwa w EUV, upraszczając proces produkcyjny, a jednocześnie potencjalnie poprawiając wydajność i redukując koszty.  

Intel planuje rozpocząć prace rozwojowe nad swoim węzłem 18A (klasa 1.8 nm) w 2024 r., korzystając z narzędzi High-NA dla przyszłych węzłów procesowych. To wczesne przyjęcie narzędzi High-NA może zapewnić firmie Intel przewagę konkurencyjną w ustalaniu standardów branżowych w zakresie produkcji High-NA (Anandtech, 2024). 

Ponadto firma ASML ogłosiła, że ​​w latach 20–2027 będzie w stanie produkować 2028 narzędzi litograficznych High-NA EUV rocznie, co wskazuje, że inni partnerzy branżowi przygotowują się do przyjęcia tych zaawansowanych systemów w nadchodzących latach, a firma Intel przoduje w przejmowaniu większość maszyn ASML w 2024 r. (Yahoo News, 2023). 

10 miliardów dolarów przeznaczonych na rozwój centrum litografii ekstremalnego UV  

W Nowym Jorku gubernator Kathy Hochul ogłosiła utworzenie centrum High NA EUV w kompleksie Albany NanoTech w ramach współpracy z udziałem IBM i stanu Nowy Jork, a także innych partnerów przemysłowych i akademickich.  

Centrum to będzie pierwszym w Ameryce Północnej publicznym centrum badawczo-rozwojowym z systemem High NA EUV, które będzie mieścić się w nowym budynku o nazwie NanoFab Reflection. Stan Nowy Jork wraz z partnerami inwestuje 10 miliardów dolarów w to przedsięwzięcie, mając na celu pobudzenie badań i produkcji półprzewodników w USA oraz utworzenie dużej liczby miejsc pracy.  

System High NA EUV w Albany NanoTech będzie podobny do przyszłych narzędzi High NA EUV stosowanych w zakładach produkcyjnych, zapewniając, że opracowane tam procesy i projekty będą mogły zostać przeniesione na przyszłe urządzenia elektroniczne (IBM Research Blog, 2024). 

Równolegle firmy imec i Mitsui Chemicals ogłosiły strategiczne partnerstwo w celu komercjalizacji kluczowego komponentu systemów litograficznych EUV nowej generacji. Koncentrują się na błonkach EUV wykonanych z nanorurek węglowych (CNT), znanych ze swoich silnych właściwości mechanicznych i termicznych.  

Peletki na bazie CNT charakteryzują się transmisją światła EUV wynoszącą ponad 94% i wytrzymują poziomy mocy EUV przekraczające 1000 W. Rozwój ten ma kluczowe znaczenie, ponieważ przemysł zmierza w kierunku źródeł światła o mocy przekraczającej 600 W, aby umożliwić litografię w nanoskali wyższej jakości (Optica-OPN, 2024). 

Hitachi High-Tech wprowadza na rynek GT2000 

Firma Hitachi High-Tech wprowadziła na rynek GT2000, wysoce precyzyjny system metrologii wiązką elektronów przeznaczony do opracowywania i masowej produkcji urządzeń półprzewodnikowych generacji High-NA EUV.  

GT2000 wyposażony jest w nowe systemy wykrywania dla zaawansowanych urządzeń półprzewodnikowych 3D, funkcję wielopunktowego pomiaru o niskim poziomie uszkodzeń i dużej szybkości dla płytek rezystancyjnych High-NA EUV, a także ma na celu poprawę wydajności w produkcji masowej. Został opracowany specjalnie z myślą o coraz bardziej zminiaturyzowanym i złożonym charakterze zaawansowanych urządzeń półprzewodnikowych. 

SMEE Shanghai Micro Electronics Equipment Group Co. (SMEE), chińska firma, dokonała znaczącego przełomu w technologii wytwarzania chipów. W ramach projektu SMEE opracowano maszynę litograficzną zdolną do wytwarzania chipów o wielkości 28 nanometrów.  

Osiągnięcie to postrzegane jest jako ważny krok w wysiłkach Chin na rzecz rozwoju przemysłu półprzewodników i zmniejszenia zależności od technologii zagranicznych, szczególnie w świetle amerykańskich sankcji. Rozwój wskazuje na znaczne zmniejszenie luki technologicznej istniejącej wcześniej pomiędzy chińskimi a wiodącymi międzynarodowymi technologiami półprzewodników. 

DNP opracowuje proces fotomaski do litografii EUV 3 nm

Dai Nippon Printing Co., Ltd. (DNP) opracowała nowy proces produkcji fotomasek do 3-nanometrowej litografii EUV. To udoskonalenie zaspokaja zapotrzebowanie rynku półprzewodników na coraz mniejsze szerokości linii obwodów.  

Historia DNP obejmuje bycie pierwszym komercyjnym producentem fotomasek, który wprowadził narzędzie do pisania masek wielowiązkowych (MBMW) w 2016 r. oraz opracowanie procesu fotomaski do litografii EUV 5 nm w 2020 r.  

Nowy proces wykorzystuje ulepszone techniki produkcyjne i technologię korekcji danych w celu obsługi złożonych struktur o zakrzywionych wzorach, niezbędnych w litografii EUV. DNP planuje rozpocząć działalność z nowym MBMW w drugiej połowie 2024 r. i dąży do osiągnięcia rocznej sprzedaży na poziomie 10 miliardów jenów w 2030 r. 

Podsumowanie

Litografia ekstremalnie ultrafioletowa (EUVL) to najnowocześniejsza technologia, która zrewolucjonizowała sposób wytwarzania mikrochipów. Wykorzystuje światło o bardzo krótkiej długości fali do tworzenia drobnych i skomplikowanych wzorów na płytkach krzemowych, które są niezbędne do tworzenia mniejszych, szybszych i wydajniejszych urządzeń elektronicznych, takich jak smartfony i komputery. 

Opracowanie tej technologii było trudne i kosztowne, ale wywarło duży wpływ na przemysł półprzewodników. Firmy takie jak Intel, Samsung i TSMC używają EUVL do produkcji zaawansowanych mikrochipów. Innowacje, takie jak litografia High NA EUV, czynią te chipy jeszcze lepszymi, umożliwiając uzyskanie jeszcze mniejszych i bardziej szczegółowych wzorów. 

Rynek EUVL szybko rośnie, napędzany rosnącym popytem na zaawansowaną elektronikę i zapotrzebowaniem na wydajniejsze technologie obliczeniowe. 

O TTC

At Konsultanci TT, jesteśmy wiodącym dostawcą niestandardowej własności intelektualnej (IP), wywiadu technologicznego, badań biznesowych i wsparcia innowacji. Nasze podejście łączy narzędzia AI i modelu wielkojęzykowego (LLM) z ludzką wiedzą, dostarczając niezrównane rozwiązania.

Nasz zespół składa się z wykwalifikowanych ekspertów ds. własności intelektualnej, konsultantów technicznych, byłych egzaminatorów USPTO, europejskich rzeczników patentowych i nie tylko. Obsługujemy firmy z listy Fortune 500, innowatorów, kancelarie prawne, uniwersytety i instytucje finansowe.

Usługi:

Wybierz konsultantów TT, aby uzyskać dostosowane do indywidualnych potrzeb rozwiązania najwyższej jakości, które na nowo definiują zarządzanie własnością intelektualną.

Skontaktuj Się z Nami
Udostępnij artykuł

Kategorie

TOP
popup

ODBLOKUJ MOC

Twojego Pomysły

Podnieś swoją wiedzę patentową
Ekskluzywne spostrzeżenia czekają na Ciebie w naszym biuletynie

    Poproś o oddzwonienie!

    Dziękujemy za zainteresowanie konsultantami TT. Wypełnij formularz, a my wkrótce się z Tobą skontaktujemy

      Poproś o oddzwonienie!

      Dziękujemy za zainteresowanie konsultantami TT. Wypełnij formularz, a my wkrótce się z Tobą skontaktujemy