Mellékleteink: HUP | Gamekapocs
Keres
Mi a fejlesztő gondja 2018-ban? Refaktorálás, Agile, API-tervezés, PWA és Alexa a gyakorlatban. HWSW mobile! idén is. November 21-22.

Mérföldkő: megkezdte az EUV-s gyártást a Samsung

Asztalos Olivér, 2018. október 18. 15:28

Az iparágban elsőként, nem utolsó sorban pedig a vártnál hónapokkal korábban veti be tömegtermelésben az olykor már örök ígéretnek látszott EUV-t (vagy EUVL-t), azaz extrém ultraibolya fénnyel dolgozó levilágítási eljárást a Samsung. A rendkívül rövid, mindössze 13,5 nanométeres hullámhosszúságú fénnyel dolgozó technológiával karöltve debütál a bérgyártó eddigi legfejlettebb, 7LPP kódnevű 7 nanométeres gyártástechnológiája, amely több piacon (pl. CPU, GPU) hozhat jelentős előrelépést.

A dél-koreai vállalat ígérete szerint a 7LPP minden szempontból jelentős ugrással kecsegtet a 10 nanométerhez képest. Egységnyi tranzisztorszámmal kalkulálva akár 40 százalékkal is csökkenhet a lapkák területe, miközben a fogyasztás legfeljebb 50, a tranzisztorteljesítmény pedig maximum 20 százalékkal nőhet - de nem egyszerre. A valós érték attól függ majd, hogy a tervezésnél melyik tulajdonságot részesítik előnyben a mérnökök. Szokásához híven a Samsung nem árulta el, hogy melyik partnerrel karöltve indították be a tömegtermelést, a korábbi évek alapján azonban vélhetően a Qualcomm következő Snapdragonja lehet az (egyik) első EUV-s dizájn.

litho_dev

Az extrém ultraibolya fény élesben való bevetésének nagy jelentősége van, az iparág már több mint egy évtized óta szemez a költséges, de végső soron elkerülhetetlen EUV technológia bevezetésével, amely gyakorlatilag megágyaz a csíkszélesség-csökkentés folytatásához. A bejelentés alapján immár biztos, hogy a Samsung az első, aki tömeggyártásban is alkalmazza a komoly befektetést kívánó technológiát. A bérgyártó ezt korábban azzal indokolta, hogy EUV nélkül hárommenetes (vagy akár négymenetes) levilágításra is szükség lenne az egyes rétegek előállítása során, ami hosszútávon már nagyobb kiadást eredményezne mint az EUV bevezetése.

A levilágításhoz szükséges maszkok száma szélsőséges esetben másfélszer, vagy akár kétszer is több lehetne, a kétszeres levilágításhoz alkalmazott, körülbelül 60 maszkhoz képest 90, vagy akár ennél több (drága) komponensre is szükség lenne. Ennek triviális hátránya, hogy a lapka elkészítéséhez szükséges idő a menetek számával arányosan nő, ráadásul a több maszk már önmagában jelentősen emeli a költségeket. Magyarán annyira megdrágul a gyártás, hogy ahhoz képest az EUV már nem is lesz annyira költséges, így paradox módon kifizetődővé válik a bevezetése. A dél-koreai bérgyártó rövid kommentárjában erről annyit árult el, hogy a technológiának hála 20 százalékkal csökkent a gyártáshoz szükséges maszkok száma.

sam_proc_euv

Bár a Samsung egyelőre nem részletezte, hogy a gyártás pontosan mely fázisához használja majd az EUV-t, annyi kiderült, hogy 7 nanométeren még "csak" a kritikus rétegeknél alkalmazzák a 13,5 nanométeres hullámhosszú, extrém ultraibolya fényt. Mindez azt jelenti, hogy első körben az aktuálisan alkalmazott 193i (193 nm-es hullámhosszúságú fény), illetve az EUV (13,5 nanométeres hullámhossz) kombinációjával készülnek a lapkák. Ez később, az EUV fejlődésével fokozatosan változhat majd, egyre inkább kiszorítva a 2000-es évek eleje óta használt 193i-t.

Ezzel kapcsolatos kihívás, hogy az EUV-s levilágítóberendezések 193i-s társaiknál lényegesen nagyobb helyigénnyel rendelkeznek, nem utolsó sorban pedig teljesítményük messze van az ideálistól, egyelőre csak a minimum szintet jelentő 250-300 wattot sikerült megugrani. A Samsung elárulta, hogy a már hadrendbe állított ASML Twinscan NXE:3400B berendezéseikkel napi 1500 wafert képesek megmunkálni, ami havi szinten nagyjából 40-45 000-et jelenthet. A darabonként akár több százmillió dolláros kiadást jelentő gépeket készítő holland ASML már dolgozik a következő generációs, a jelenleginél nagyobb teljesítményre képes EUV levilágítóján, ám erre jelen állás szerint még éveket várhatnak a bérgyártók, így az EUV terjedése vélhetően nagyon lassú lesz. Ezt az időszakot bővítéssel igyekszik áthidalni a Samsung, amely 4,6 milliárd dollárért egy újabb gyártósort csap hozzá Hvaszongban található komplexumához, amelybe további EUV-s levilágítók kerülnek majd.

euv_adv-1

A Samsung továbbá elárulta, hogy az EUV-hez egy saját maszkvizsgáló eljárást fejlesztett ki, amelynek hála még idejekorán kiszűrhetőek a selejtes lapkák előállításáért felelős egyes hibák. Ahogy a HWSW korábban már megírta, az EUV eljárás továbbra is komoly fejtörést okoz a gyártóknak, a technológiát fejlesztő szereplők mindegyike problémákkal küzd. Egyes gyártók véletlenszerűnek tűnő hibákról beszélnek, amelyek selejtes lapkákat eredményeznek. Az iparágban sztochasztikus hatásnak is nevezett jelenség megosztja a szakembereket. Egyik részük szerint ez csak az EUV tanulási folyamatának velejárója, amelyet a korábban jelentkezett különféle problémákhoz hasonlóan idővel megoldanak majd a gyártók, mások szerint viszont emiatt az ultraibolya fénnyel dolgozó eljárás sosem fog szélesebb körben elterjedni. A Samsung ugyanakkor vélhetően jól végezte házi feladatát, a tömegtermelés beindítása ugyanis legalább elfogadható szintű selejtarányról árulkodik.

Samsung vs. TSMC

Tegnapi bejelentésével a Samsung felüllicitálta a rendkívüli tempóval és látszólag komolyabb ballépések nélkül menetelő konkurens TSMC-t. A piacvezető tajvani bérgyártó bő egy hete dicsekedett el, hogy mind a második generációs, részben EUV-t alkalmazó 7 nanométer, mind pedig az azt követő 5 nanométer fejlesztése a tervek szerint halad. Előbbi állapotáról árulkodik, hogy a tajvani vállalat egyik meg nem nevezett partnerével (Apple?) közösen már elérte a tape-out fázisát, vagyis a chipdizájn terveit véglegesítették a mérnökök, és optimális esetben pár hónap múlva megkezdődhet a próbagyártás. Mindeközben a Samsung már tömegtermelésről beszél, vagyis EUV-s fejlesztésekben sikerült legalább fél éves előnyre szert tenni, már ami a bejelentések szintjét illeti.

Facebook

Mit gondolsz? Mondd el!

Adatvédelmi okokból az adott hír megosztása előtt mindig aktiválnod kell a gombot! Ezzel a megoldással harmadik fél nem tudja nyomon követni a tevékenységedet a HWSW-n, ez pedig közös érdekünk.
Refaktorálás, Agile, API-tervezés, PWA és Alexa a gyakorlatban. HWSW mobile! idén is. November 21-22.