Главная технология для ИИ

Когда говорят о развитии искусственного интеллекта, обычно вспоминают новые модели и дата-центры. Потом вспоминают, что без специальных чипов, разрабатываемых такими компаниями как Nvidia или AMD, и производимых TSMC, все это не будет работать. Но если разобраться, то TSMC окажется бессильна без литографических машин для производства микросхем. Именно такую новую машину сейчас продвигает ASML, и стоит она около $400 миллионов.

Речь идет о новом поколении литографических установок High-NA EUV. Литография — это процесс, при котором на кремниевую пластину буквально «рисуют» будущие транзисторы и соединения между ними. Для этого используется экстремальное ультрафиолетовое (на самом деле оно рентгеновское) излучение с длиной волны всего 13,5 нанометра. Чем точнее система фокусирует этот свет, тем более мелкие элементы можно создавать на чипе.

Главное новшество скрыто в аббревиатуре NA или Numerical Aperture, числовая апертура. Она определяет, под каким углом оптика способна захватывать и фокусировать свет: чем шире этот угол, тем мельче детали можно «нарисовать» на пластине.

У нынешних EUV-машин NA равна 0,33, у нового поколения — 0,55. На практике это уменьшает минимальный размер элемента примерно с 13 до 8 нанометров, а 8 нанометров это ширина около 40 атомов кремния. Выигрыш не только в размере транзисторов. Без такого скачка дальнейшее уплотнение схемы потребовало бы многократного экспонирования одного слоя через несколько масок, и каждый лишний проход удорожает и замедляет выпуск чипа. High-NA печатает тот же узор за один проход.

Путь к этой технологии занял около 16 лет и порядка $10 миллиардов вложений в исследования. Каждая установка весит больше 150 тонн, собрана из более чем ста тысяч компонентов и несет одну из самых сложных оптических систем в истории промышленности. Сам EUV-свет добывают экзотическим способом: лазер десятки тысяч раз в секунду бьет по микрокаплям расплавленного олова и превращает их в плазму. Фокусируют это излучение не линзы, а сверхточные зеркала производства Zeiss, неровности на которых меньше отдельных атомов. Вся литография идет в вакууме, потому что воздух поглощает EUV.

ASML остается единственным в мире производителем EUV-оборудования и контролирует около 90% всего рынка литографических машин. Первые покупатели High-NA — Intel, TSMC и Samsung, которые рассчитывают строить на нем следующие поколения процессоров для ИИ, смартфонов и дата-центров. Такая монополия все сильнее раздражает конкурентов и правительства, попытки подобраться к рынку уже идут, но повторить технологию пока не смог никто.

История High-NA показывает, во что сегодня обходится закон Мура. Если раньше его поддерживало относительно простое масштабирование производства, то теперь каждый следующий шаг требует машин на грани возможностей физики, а круг тех, кто способен их купить, сужается до нескольких компаний на планете. А тех, кто способен разработать и создать, до одной ASML.

@anti_agi