Công nghệ đúc chip bằng máy quang khắc EUV vừa có một đột phá quan trọng khi nghiên cứu của Giáo sư Tsumoru Shintake của Viện Khoa học và Công nghệ Okinawa (OIST) có thể giải quyết khó khăn lớn nhất trong thiết bị EUV: tiêu hao điện lớn và giá thành đắt. Công nghệ mới có thể giảm công suất tiêu thụ điện xuống còn 1/10 (100 kW so với 1 MW) và một nửa giá thành của mỗi máy EUV (dưới 100 triệu USD so với 200 triệu USD).
Cách thức mà Tsumoru đề xuất là: máy chiếu chuyển hình ảnh mặt nạ quang (photomask) lên tấm wafer silicon, chỉ bao gồm hai gương phản xạ, giống như kính thiên văn. Cấu hình này cực kỳ đơn giản, vì máy chiếu thông thường cần ít nhất sáu gương phản xạ. Điều này có thể thực hiện được nhờ việc suy nghĩ lại cẩn thận về lý thuyết hiệu chỉnh quang sai của quang học.
Năng lượng EUV giảm 40% sau mỗi lần phản xạ gương do khả năng hấp thụ rất cao. Theo tiêu chuẩn công nghiệp, chỉ có khoảng 1% năng lượng từ nguồn sáng EUV đến tấm wafer thông qua 10 gương được sử dụng, điều này có nghĩa là cần có công suất phát sáng EUV rất cao. Để đáp ứng nhu cầu này, bộ truyền động laser CO2 cho nguồn sáng EUV cần một lượng điện lớn cũng như một lượng nước lớn để làm mát.
Ngược lại, bằng cách giới hạn số lượng gương chỉ còn bốn từ nguồn EUV đến tấm wafer, hơn 10% năng lượng sẽ đi qua, nghĩa là ngay cả một nguồn EUV nhỏ với công suất phát ra vài chục watt cũng có thể hoạt động hiệu quả như vậy. Điều này có thể giúp giảm đáng kể mức sử dụng điện năng.
Thị trường quang khắc EUV toàn cầu dự kiến sẽ tăng trưởng từ 8,9 tỷ đô la Mỹ vào năm 2024 lên 17,4 tỷ đô la Mỹ vào năm 2030, với tốc độ tăng trưởng trung bình hàng năm khoảng 12%.
Trong khi các nghiên cứu EUV đang tiến triển mạnh mẽ thì Huawei và SMIC vẫn đang bế tắc ở việc sản xuất chip ở quy trình nút dưới 7 nm - mà nguyên nhân nằm ở việc thiếu EUV cũng như các đột phá về thiết kế chip.
Tin đồn trước đó cho rằng Huawei sẽ sử dụng chipset 6 nm cho dòng Mate 70 của mình, nhưng có khả năng đây chỉ là phiên bản cải tiến của quy trình 7 nm với tên gọi khác
Gần đây, có thông tin tiết lộ rằng tham vọng về chip AI của Huawei cũng bị chậm lại 3 thế hệ do các lệnh trừng phạt thương mại bổ sung mà Mỹ áp đặt. TSMC gần đây đã thông báo cho một số khách hàng Trung Quốc sẽ không còn nhận được lô hàng chip 7nm cho nhiều ứng dụng khác nhau nữa và sau đó có thông tin tiết lộ rằng yêu cầu này đến từ chính quyền Mỹ. Với các lựa chọn bên ngoài giảm xuống gần bằng không, giải pháp thay thế duy nhất là dựa vào các xưởng đúc của mình như SMIC. Đáng buồn thay, cũng có những rào cản đối với tiến trình đó bởi lẽ với máy móc hiện có (DUV thay vì EUV), SMIC vẫn tiếp tục vật lộn với việc sản xuất đại trà ở nút quy trình 7 nm (hiện đang đắt hơn 30 - 40% so với sản xuất bằng máy EUV). Nghĩa là việc sản xuất quy trình nút 5 nm tại thời điểm này sẽ phản tác dụng và dẫn đến mất tiền vô nghĩa.
Để hiểu kỹ hơn về thị trường, chuỗi giá trị, chuỗi cung ứng bán dẫn toàn cầu và các chính sách của mỗi quốc gia, mời các bạn đọc cuốn Chiến trường bán dẫn - mà link bán lẻ được kèm ở đây:
Link đặt sách từ tác giả: chipbattlefield.vn
