Yıllardır, TSMC, 0.55 sayısal açıklıklı optiklere sahip EUV litografi veya Yüksek NA EUV'yi kullanma konusundaki planları hakkında kamuoyu yorumlarından kaçınmaya çalıştı. Bunun temelinde, şirketin geliştiricilerinin pahalı (400 milyon dolarlık) tarayıcıları kullanmadan süreç teknolojilerinde ilerleme kaydetmenin yollarını bulması yatıyordu. Ancak TSMC sonsuza dek Düşük NA EUV sistemlerine bel bağlayamazdı. Bu hafta şirket, 2030'dan itibaren Yüksek NA EUV'yi kullanma planlarını duyurdu.
TSMC, hangi üretim teknolojisinin Yüksek NA EUV'yi ilk benimseyeceğini resmi olarak açıklamadı, ancak 2030 yılı birkaç adayı işaret ediyor. TSMC'nin belirttiğine göre, transistör mimarilerindeki giderek artan karmaşıklığın yönlendirdiği üretim teknolojileri daha karmaşık hale geldikçe, Yüksek NA EUV ile işlenen katman sayısının zamanla artması bekleniyor. Bu durum, muhtemelen kapı-etrafı-dolaşım (GAA) transistörlerinin daha gelişmiş uygulamalarına ve ilerleyen zamanlarda tamamlayıcı alan etkili transistörlere (CFET'ler) işaret ediyor.
TSMC, 2030 yılında geleneksel 6×6 inç fotomaske kullanarak yüksek hacimli üretim için Yüksek NA EUV litografi araçlarını kullanmaya başlamayı planlıyor. Ardından, 2031'de 6×12 inç fotomaske kullanan bir pilot hat kurmayı ve 2033 yılına kadar 6×12 inç Yüksek NA litografi sistemlerini gelişmiş düğüm üretim hattına getirmeyi hedefliyor.
Yüksek NA EUV litografi araçları, günümüzün Düşük NA EUV litografi sistemlerinin sunduğu 13nm tek pozlama çözünürlüğünün aksine, 8nm tek pozlama çözünürlüğüne ulaşabiliyor. Ancak, geleneksel 6×6 inç fotomaskelerle kullanıldığında, Yüksek NA EUV tarayıcılarının pozlama alanları, Düşük NA'lı muadillerinin yalnızca yarısı kadar oluyor. Bu durum, çok büyük yongalar üretmede zorluklar yaratıyor. Sonuç olarak, devasa yapay zeka hızlandırıcıları üreten çip üreticilerinin, birden fazla pozlama alanını birleştirmeleri veya çoklu çip tasarımı yaklaşımlarını benimsemeleri gerekiyor. Bu yaklaşımların her ikisi de araç verimliliği ve güç tüketimi gibi kendi zorluklarını beraberinde getiriyor. TSMC, 6×6 inç fotomaske sınırlamalarının üstesinden gelmek için ASML ile birlikte 6×12 inç fotomaskelere zemin hazırlıyor.
Fotomaske boyutunu değiştirmek, EDA yazılımlarından maskeleri üreten ve yazan araçlara, ayrıca bunları işleyen sistemlere kadar her şeyi değiştirmeyi gerektiren önemli bir çaba. Bu durum, tüm endüstrinin bu değişime uyum sağlaması gerektiği anlamına geliyor. ASML, bu geçiş konusunda iyimser görünüyor, çünkü Intel, TSMC ve Samsung'dan destek alıyor.
ASML Başkanı ve CEO'su Christophe Fouquet, "Yüksek NA EUV'nin benimsenmesinin cihaz ölçekleme yol haritası boyunca aşamalı olarak artmasını bekliyoruz; öncelikle mevcut 6 inçlik maskelerle başlayıp, daha sonra daha yüksek tarayıcı verimliliği sağlayan ve endüstrinin daha küçük, daha hızlı ve daha enerji verimli çiplerin talebini karşılamasına olanak tanıyan 12 inçlik maskelerle desteklenecek" dedi. "Bu girişime gösterilen güçlü ilk destekten dolayı memnuniyet duyuyoruz."
TSMC'nin Yüksek NA EUV litografiyi kullanmasındaki en büyük merak konusu, hangi süreç teknolojisinin bu yeni sistemleri ilk kullanacağı. TSMC'nin yol haritası hakkında bildiklerimize dayanarak, A10 veya A11 (1/1.1nm sınıfı) düğümlerinin, en kritik katmanlar için Yüksek NA EUV tarayıcılarını kullanacak en güçlü adaylar olduğu görülüyor. TSMC'nin en son stratejisi, yol haritasını yıllık istemci odaklı düğümler (N2, N2P, N2X, A14, A13) ve yaklaşık iki yılda bir çıkan yüksek performanslı düğümler (2027'de A16, ardından 2029'da A12) olarak ayırıyor. Şirket, 2029'da çıkacak A12 ve A13'ün geleneksel EUV litografiye dayanacağını zaten doğrulamıştı.
A13, transistör yoğunluğunu yalnızca %6 artıran ve performans ile güç iyileştirmeleri henüz açıklanmamış A14'ün optik bir küçültmesi olduğundan, 2030'daki halefinin önemli ölçüde daha fazla kazanç sağlaması gerekecek. Bu nedenle, A13'ün halefinin (ister A11 ister A10 densin) daha gelişmiş litografi ve/veya TSMC'nin 3. Nesil nanosheet GAA transistörlerini benimseyerek, selefine göre önemli ölçüde daha yüksek transistör yoğunluğu ve anlamlı performans ve güç iyileştirmeleri sunması beklenebilir. Ancak bu elbette spekülasyondan ibaret.
