شرکت صنایع نیمه‌هادی تایوان (TSMC) تصمیم گرفته است برای فرآیندهای پیشرفته ۱.۴ نانومتری و ۱ نانومتری، به جای سرمایه‌گذاری بر روی دستگاه‌های لیتوگرافی فرابنفش High-NA EUV با هزینه بسیار بالا، از تکنولوژی پلیکل‌های فوتومسک (photomask pellicles) بهره ببرد. این تصمیم نشان‌دهنده یک تغییر استراتژیک اساسی در رویکرد این غول تراشه‌سازی در مواجهه با هزینه‌های فزاینده تجهیزات نسل جدید است.

چالش‌های فرآیندهای زیر ۲ نانومتر

بر اساس گزارش‌های صنعت نیمه‌هادی، اگرچه فرآیند ۲ نانومتری همچنان می‌تواند با دستگاه‌های EUV فعلی و بازدهی بالا ادامه یابد، اما ورود به گره‌های زیر ۲ نانومتر نظیر ۱.۴ نانومتر (A14) و ۱ نانومتر (A10) موانع جدی را به همراه دارد. اگرچه خرید دستگاه‌های پیشرفته High-NA EUV از شرکت ASML راه‌حل فنی این چالش‌هاست، اما TSMC مسیر جایگزین را برگزیده است.

🔗 بیشتر بخوانید: ردیابی حیوانات از فضا می‌تواند فهمیدن بهتری از حرکت حیوانات تشکیل کند_تمشک

مزیت اقتصادی پلیکل‌های فوتومسک

استفاده از پلیکل‌های فوتومسک هزینه بسیار کمتری در مقایسه با خرید هر دستگاه High-NA EUV با قیمت حدود ۴۰۰ میلیون دلاری دارد. با این حال، برای دستیابی به قابلیت اطمینان لازم در تولید با این روش نوین، شرکت ناچار به رویکردی مبتنی بر آزمون و خطا خواهد بود. تولید انبوه ویفرهای ۲ نانومتری قرار است تا پایان سال ۲۰۲۵ آغاز شده و پس از آن TSMC به سمت گره ۱.۴ نانومتری حرکت می‌کند.

برنامه‌ریزی و سرمایه‌گذاری‌های TSMC

پیش‌بینی می‌شود فرآیند ۱.۴ نانومتری در سال ۲۰۲۸ به تولید برسد. TSMC پیش از این با سرمایه‌گذاری اولیه کلان ۱.۵ تریلیون دلار تایوان (معادل حدود ۴۹ میلیارد دلار آمریکا) زیرساخت‌های این گذار را فراهم آورده است. تحقیق و توسعه فرآیند ۱.۴ نانومتری در کارخانه هسینچو (Hsinchu) آغاز شده و ۳۰ دستگاه EUV استاندارد نیز برای این منظور خریداری گردیده است.

🔗 بیشتر بخوانید: نیویورک جلوی محتوای اعتیادآور در شبکه‌های اجتماعی را می‌گیرد_تمشک

دلایل عدم خرید High-NA EUV

تصمیم TSMC برای عدم خرید دستگاه‌های High-NA EUV از ASML به احتمال زیاد ناشی از باور این شرکت است که قیمت دلاری این سخت‌افزار با ارزش واقعی آن هم‌سو نیست. اگرچه این تجهیزات گران‌قیمت، قابلیت اطمینان تولید ویفرهای ۱.۴ و ۱ نانومتری با بازدهی بالاتر را تضمین می‌کنند، اما با محدودیت‌های جدی در عرضه روبرو هستند.

برآوردها حاکی است ASML سالانه تنها می‌تواند بین پنج تا شش دستگاه High-NA EUV تولید کند. از سوی دیگر، TSMC برای پاسخگویی به تقاضای رو به رشد مشتریان خود از جمله اپل، به خرید ۳۰ دستگاه EUV استاندارد اقدام کرده است. بنابراین، صرف هزینه گزاف برای تعداد محدودی دستگاه نمی‌تواند اهداف بلندمدت این شرکت را محقق سازد.

ضرورت استفاده از پلیکل در فرآیندهای پیشرفته

فرآیندهای زیر ۲ نانومتری به طور ضروری باید از پلیکل بهره ببرند. پلیکل لایه‌ای محافظتی است که از آلوده شدن فوتومسک توسط گرد و غبار و ذرات معلق در طول فرآیند لیتوگرافی جلوگیری می‌کند. استفاده از این روش با دستگاه‌های EUV استاندارد چالش‌های خاص خود را دارد.

برای تولید ویفرهای ۱.۴ و ۱ نانومتری با دستگاه‌های استاندارد، نیاز به نوردهی بیشتر است. این بدان معناست که فوتومسک باید بارهای بیشتری نوردهی شود که می‌تواند بازدهی تولید را به خطر بیندازد. در طول این مراحل نوردهی مکرر، استفاده از پلیکل‌ها برای جلوگیری از ورود ذرات آلاینده به مرحله ساخت ویفر کاملاً الزامی و حیاتی خواهد بود.