Nghe nói định luật Moore đang sắp "toang" rồi nè các bạn ơi! Và nếu không có cỗ máy quang khắc EUV siêu xịn của ASML, thì nó chắc chắn sẽ "bay màu" luôn đó!
Qua lớp kính che mặt của bộ đồ siêu sạch (kiểu như trong phim khoa học viễn tưởng ấy), anh Patrick Whelan đang focus hết mức vào những gì đang diễn ra trước mắt.
Trước mặt ông là một khối thủy tinh sáng lấp lánh, size cỡ bằng lò nướng bánh mì (cute phết nhỉ ), được cắt gọt cẩn thận đến từng chi tiết để giảm trọng lượng về mức lý tưởng. Team của anh Whelan đang dán nó vào một tấm nhôm khổng lồ, kích thước bằng cái bàn café ngoài đường ấy. Và không phải bàn nào đâu nhé, bề mặt của cả tấm nhôm lẫn khối thủy tinh đều nhẵn mịn "bá đạo" nhờ được đánh bóng mòn tay trong nhiều tuần liền để xóa sạch các khuyết điểm nhỏ nhất.
Trong vòng 24 giờ tới, khi lớp keo dính chặt lại, các bạn trong team sẽ phải canh chừng vị trí của khối thủy tinh với bề mặt kim loại, đảm bảo chúng "ghép đôi" hoàn hảo. Anh Whelan chia sẻ: "Những thứ này sẽ được đặt khít với nhau với độ chính xác đến từng micromet luôn nha!"
Module này quan trọng vãi chưởng! Có tên chuyên môn là reticle - khối thủy tinh này sẽ giữ các tấm mask (nơi ghi lại các đường khắc của con chip) để khắc lên tấm wafer trong khi dịch chuyển qua lại bên dưới máy chiếu tia EUV. Tia sáng siêu cực tím này sẽ "bắn" nhiều lần xuống đĩa silicon, đốt cháy lớp chất bán dẫn theo mẫu hình có sẵn.
Cả module kim loại và khối reticle này nặng tới 30kg đó, nhưng anh Whelan kể, nó "tăng tốc còn nhanh hơn máy bay phản lực" nữa kìa! Vì vậy, chỉ cần một bộ phận bị lỏng tí thôi là nó sẽ văng tung toé khắp nơi luôn. Với khoảng cách dịch chuyển chỉ tính bằng nanomet (nhỏ xíu xíu í), chỉ cần sai lệch một chút là toàn bộ lô chip sẽ thành "rác" ngay. RIP
Đó chỉ là một phần những gì đang diễn ra trong căn phòng sạch của hãng ASML, công ty Hà Lan "xịn xò" sản xuất những cỗ máy quang khắc bán dẫn phức tạp nhất thế giới – một công cụ "must have" để tạo nên các bóng bán dẫn, các dây dẫn và những linh kiện cơ bản của các con chip. Mỗi cỗ máy được "thèm thuồng" này có giá đến 180 triệu USD (tầm 4.500 tỷ VNĐ đó các bạn ) và thế hệ mới nhất của nó có thể tạo ra các con chip siêu mini với kích thước chỉ 13nm trong "chớp mắt".
Độ chính xác luôn là ưu tiên hàng đầu trong công ty này. Khi được lắp ráp hoàn chỉnh, mỗi cỗ máy sẽ có kích thước như một chiếc xe buýt nhỏ, chứa đến 100.000 cỗ máy cực nhỏ phối hợp với nhau bên trong (như kiểu một thành phố robot mini vậy ấy), bao gồm cả một hệ thống tạo ra bước sóng đặc trưng của tia EUV bằng cách bắn phá các giọt thiếc nóng chảy bằng laser 50.000 lần mỗi giây. Wow!
Tăng trưởng "smooth" từ những năm 1960, nhưng đến những năm 1990, ngành sản xuất chip thế giới bắt đầu "đụng trần" ở bước sóng ánh sáng 193nm. Không thể thu nhỏ bước sóng xuống thấp hơn nữa, họ bắt đầu phải "vắt óc" tìm đến các thiết kế và kỹ thuật sản xuất chip phức tạp hơn để duy trì Định luật Moore và kéo dài thời kỳ gia tăng hiệu năng lên thêm hai thập kỷ nữa.
Và rồi đến năm 2017, ASML "thả thính" cỗ máy quang khắc dùng tia EUV, loại ánh sáng chỉ có bước sóng 13,5nm thôi nha! Với bước sóng ngắn hơn 10 lần so với trước đây, các nhà sản xuất chip có thể "nhồi nhét" thêm nhiều bóng bán dẫn nhất từ trước đến nay và tạo nên một cuộc cách mạng mới trong sản xuất chip - các bộ xử lý mạnh hơn, các con chip thiết kế đơn giản hơn, chi phí sản xuất chip rẻ hơn. Win-win-win luôn!
Nhưng thành công này không hề "dễ ăn" chút nào. Tia EUV khó "cưỡi" đến mức trong suốt nhiều năm trời, các chuyên gia đều dự báo rằng ASML sẽ không bao giờ làm ra được một cỗ máy như vậy đâu. Ngay cả các đối thủ của họ, hãng Nikon và Canon cũng đã "bỏ cuộc" việc nghiên cứu về loại máy này nhiều năm trước rồi. ️
Điều này giúp ASML trở thành nhà cung cấp độc quyền đối với máy quang khắc tia EUV - các cỗ máy chỉ được lắp ráp 55 chiếc mỗi năm và chúng gần như được "sold out" ngay lập tức (kiểu như mua giày limited edition vậy đó
)."Về cơ bản, định luật Moore đang suy tàn và nếu không có cỗ máy này, nó sẽ đi đời luôn." Anh Wayne Lam, giám đốc nghiên cứu của hãng CCS Insight cho biết. "Bạn gần như không thể làm nổi các bộ xử lý hàng đầu hiện nay nếu không có EUV đâu nhé."
Ngành công nghiệp chip luôn "đi kèm" cùng khả năng điều khiển ánh sáng trong công nghệ quang khắc. Ý tưởng của nó rất đơn giản thôi các bạn. Các thành phần chính của con chip – dây dẫn và bóng bán dẫn – được thiết kế thành các mẫu hình, hay còn gọi là các "mask". Sau đó, các mẫu hình này được đặt lên bề mặt đĩa silicon được phủ chất cản quang và chiếu ánh sáng qua nó. Ánh sáng làm cứng lớp chất cản quang và bảo toàn lớp silicon bên dưới, trong khi đó khắc sâu xuống các vùng còn lại trên bề mặt tấm silicon.
Vào những năm 60, các nhà sản xuất chip dùng ánh sáng khả kiến với bước sóng 400nm, sau đó họ chuyển sang dùng tia cực tím ở 248nm và đến những năm 90, các nhà sản xuất chip đều "dừng chân" ở mức 193nm – còn được gọi là tia cực tím sâu DUV. Nhưng đến lúc này, các nhà sản xuất chip cảm thấy "bí" về khả năng giảm bước sóng xuống hơn nữa rồi.
Nguồn: soha.vn