只有一家公司生产这些机器,即荷兰公司 ASML,并且第二代 EUV 机器已经上市。这些价值 4 亿美元的机器被称为 High-NA,可帮助代工厂使用 7 纳米及以下工艺节点构建集成电路。开设一家代工厂来制造芯片显然需要巨额资金,而这些成本会转嫁到智能手机制造商身上,然后由智能手机制造商转嫁给我们。
冲绳科学技术研究所设计的创新 EUV 可以改变芯片制造的游戏规则
但日本研究所设计的一些创新可以降低构建这些组件的成本也许这些较低的成本可以帮助降低消费者支付的智能手机价格。一个冲绳科学技术研究所(OIST)发表的报告揭示了其中一些创新是什么。一项重大改变是将反射镜的数量从 10 个减少到 4 个。由 OIST Tsumoru Shintake 教授提出,这种创新的低成本设计仅使用运行传统 EUV 机器所需功率的 10%。
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左边是传统的 EUV,右边是 OIST 的低成本模型。 |图片来源-OIST
OIST 报告提到,EUV 机器的新技术解决了一些以前被认为无法克服的问题。新型 EUV 机器采用光学投影系统,仅需要使用两个镜子。第二项创新允许将来自 EUV 的光引导到平面镜上的逻辑图案上,而不会阻挡光路。 Shintake教授表示:“这项发明是一项突破性技术,几乎可以完全解决这些鲜为人知的问题。”
由于 EUV 射线的波长极短,因此它们无法穿过透明透镜。相反,在 EUV 机器中,通过使用新月形镜子来引导光线,这些镜子以锯齿形图案引导光线。由于光线偏离中心轴,会降低机器的整体性能。
Shintake 发现,通过将两个带有微小中心孔的轴对称镜子沿直线对齐,可以获得优异的效果。传统 EUV 机器使用超过 1MW 的功率,资本成本超过 2 亿美元,而创新的低成本机器使用的功率不到 100kW,资本成本低于 1 亿美元。此外,典型的 EUV 机器需要超过 200W 的光源,而低成本设备则需要 20W 的光源。
将镜子数量从 10 个减少到 4 个可以防止机器损失太多能量
每从反射镜反射一次光,EUV 能量就会减弱 40%。报告称,通过将从 EUV 光源到晶圆的镜子数量限制为 4 个,“超过 10% 的能量可以通过,这意味着即使是输出功率为几十瓦的小型 EUV 光源也可以通过”。工作同样有效,这可以显着减少电力使用。”通过新的两镜投影方法,用传统的 EUV 取代了用于投影的六镜,减少了能源浪费。
OIST 已为此 EUV 机器提交了专利申请。这让我们想知道,如果专利获得批准,阻止中国铸造厂获得 EUV 机器的限制是否仍然有效。能够使用这样的机器似乎是主要原因无法为其使用 7nm 以下节点构建的手机获得应用处理器。
Shintake教授表示:“全球EUV光刻机市场预计将从2024年的89亿美元增长到2030年的174亿美元,年均增长率约为12%。这项专利有可能产生巨大的经济效益。”