В современной отрасли разработки и производства электроники правит балом тот, у кого есть литографы. Можно иметь собственную процессорную архитектуру и продвинутые разработки, как у Huawei, но если нет контрактного производителя микросхем, ничего хорошего из этого не выйдет.
Конкурентов на рынке литографов и других систем по производству продвинутых микросхем нет вообще. Здесь царит почти полная монополия, с небольшими оговорками. Речь, конечно, о системах по производству действительно современных чипов. И на днях стало известно, что игроков на этом рынке прибавилось. Подробности — под катом.
Что это за система?
Речь идет об инструменте наноимпринтной или нанопечатной литографии (nanoimprint lithography, NIL). Это технология, предназначенная для переноса изображения наноструктуры или электронной схемы на подложку с покрытием и включающая деформацию покрытия штампом с последующим травлением деформированного покрытия и формированием на подложке наноструктуры или элементов электронной схемы.
Википедия говорит нам, что в нанопечатной литографии изображение образуется за счёт механической деформации полимерного покрытия (резиста) пресс-формой (штампом), а не путём изменения химической структуры покрытия с помощью облучения, как в литографии с экспонированием. Исключение из технологического процесса облучения резиста через маску упрощает производство. С помощью нанопечатной литографии можно получать наноструктуры размером менее 10 нм на достаточно больших площадях, что недоступно для всех других методов литографии.
Компания Canon не только разработала свою систему, но и начала производство. Более того, стартовали поставки оборудования клиентам. И здесь есть интересная особенность — установка стоит примерно в 10 раз дешевле, чем литографы нидерландской компании ASML. Сколько именно будет стоить такая система, точно неизвестно. Но приблизительные рамки очертил глава Canon Фудзио Митараи.
Он заявил, что современные EUV-системы стоят более 150 миллионов долларов. Canon предполагает, что ее литографическая машина NIL будет стоить около 15 миллионов долларов, хотя цена еще «будет уточняться». По мнению производителя, стоимость устройства дает возможность заняться производством чипов относительно небольшим компаниям.
Название установки, поставляемой японцами — FPA-1200NZ2C. Руководитель Canon заявил, что система не только гораздо менее дорогая, она еще и экономичнее в плане потребления энергии. Так что и здесь она выигрывает у систем от ASML. Правда, все эти утверждения нужно еще проверить, поскольку поставки только стартовали, и систему, кроме Canon и небольшого числа партнеров, никто не испытывал в деле.
В чем разница между установкой Canon и литографами ASML?
Все дело в различиях между технологиями фотолитографии в глубоком (DUV) и экстремальном (EUV) ультрафиолете, а также наноимпритной литографии. Разница, одновременно, дает и преимущества, и недостатки установке японцев.
В случае DUV и EUV на пластину с резистивным слоем проецируется рисунок схемы. В этом случае свет проходит через оптическую систему, содержащую маску с шаблоном, который необходимо повторить на чипе. Затем свет попадает на фоторезист (полимерный светочувствительный материал), покрывающий поверхность кремния. Соответственно, при воздействии ультрафиолета резистивный слой в соответствующих местах пластины становится растворимым и удаляется органическими растворителями. Далее пластина обрабатывается уже окончательно.
Что касается нанопечатной литографии, то здесь на маску наносится рисунок схемы, который штампуется на фоторезистентном слое. Соответственно, нет нужды в использовании сложнейшей оптики для переноса рисунка. Результат — более точное воспроизведение различных решений. Достоинство такой технологии — создание сложных дву- или тремерных схем всего за один «проход», что значительно удешевляет производство чипов.
И вот здесь появляется нюанс
Казалось бы, NIL-системы всем хороши. Они и точные, и энергоэффективные. Но проблема в том, что при фотолитографии можно работать с целыми пластинами, а вот в случае нанопечатной технологии это невозможно. Соответственно, оборудование DUV и EUV-литографии способно производить больше чипов за единицу времени. Насколько больше, к сожалению, неизвестно, пока что эти подробности не раскрываются.
Еще один недостаток в том, что еще одно условие нормальной работы NIL-систем — предельная чистота помещений, в которых эти системы установлены. В противном случае уровень дефектов производимых чипов повышается — повлиять могут крайне небольшие по размеру частицы. А это удорожает производство, поскольку соблюдение практически стерильных условий производства требует значительных ресурсов.
Все это позволяет говорить о том, что NIL-системы вряд ли составят значительную конкуренцию литографам от ASML, если заказчику нужны большие объемы чипов. Но зато, как и говорилось выше, относительно небольшие компании смогут производить чипы для своих нужд, а значит, роль закупок чипов у крупных контрактных производителей немного снизится. Возможно, повысится конкуренция между производителями электронных устройств, где эти чипы используются.
Да и пока что неизвестно, будут ли действовать санкции США на оборудование Canon. Если нет — китайские компании, скорее всего, смогут массово закупать такие литографы для своих нужд. А это — реальный выход для электронной промышленности КНР. Да и другие страны тоже смогут начать производство, не будучи зависимыми от крупных контрактных производителей.
Остается подождать немного, и тогда станет ясно, на что способны NIL- системы от Canon и какое влияние они смогут оказать на рынок.
