Con số một triệu wafer của Intel bao gồm toàn bộ quá trình chạy thử nghiệm, chứng nhận thiết bị, nghiên cứu phát triển đến sản xuất thương mại thực tế. Hiện Intel đã ứng dụng công nghệ quang khắc High-NA EUV cho tiến trình Intel 18A để sản xuất một số chip xử lý thế hệ mới mang mã Panther Lake.
Cuối năm 2024, ASML bàn giao mẫu High-NA EUV đầu tiên, tức Twinscan EXE:5000, cho Intel. Hiện Intel sở hữu hai hệ thống Twinscan EXE:5000 cùng ít nhất một hệ thống thế hệ mới EXE:5200B. Tốc độ xử lý của hãng đã tăng trưởng nhanh chóng từ mức 30.000 wafer đầu năm 2025 lên hơn một triệu wafer.
Theo Tom's Hardware, hồi tháng 4, nhà sản xuất thiết bị ASML công bố tổng số tất cả máy High-NA EUV đã giao cho toàn bộ khách hàng trên thế giới mới xử lý được hơn 500.000 tấm wafer. Có nghĩa, Intel đã sản xuất số wafer High-NA EUV nhiều hơn phần còn lại của ngành bán dẫn.
Các kỹ sư ASML đang kiểm tra một hệ thống quang khắc. Ảnh: ASML
Tuy nhiên, cỗ máy High-NA EUV hiện vẫn còn một số hạn chế. Trong khi hệ thống EUV truyền thống có độ phóng đại 4X ở cả hai chiều, cho phép chiếu quét một vùng kích thước 26 x 33 mm bằng mặt nạ quang học 6 inch chuẩn, công nghệ High-NA EUV sử dụng độ phóng đại bất đẳng hướng 4X/8X, khiến mặt nạ 6 inch chỉ có thể chiếu quét một nửa vùng, kích thước khoảng 26 x 16,5 mm.
Do đó, đối với chip kích thước lớn, máy High-NA phải sử dụng kỹ thuật ghép ảnh, bằng cách thực hiện hai lần chiếu để tạo thành một khuôn hoàn chỉnh. Dù là giải pháp khả thi hiện tại, kỹ thuật này bộc lộ điểm yếu, khi năng suất của dòng máy EXE:5200B bị giảm từ 175 wafer/giờ xuống 125 wafer/giờ do phải chiếu gấp đôi số lần.
Khách tham quan tại gian hàng Intel ở một sự kiện về đổi mới sáng tạo tại Hà Nội, tháng 10/2024. Ảnh: Lưu Quý
Để khắc phục vấn đề ghép ảnh, Intel đang nỗ lực chuyển đổi sang sử dụng mặt nạ quang học khổ lớn hơn, kích thước 6x12 inch. Chuẩn mới sẽ cho phép chiếu toàn bộ vùng 26 x 33 mm trong một lần duy nhất. Tuy nhiên, việc thay đổi kích thước mặt nạ quang học đòi hỏi sự tái thiết toàn bộ hệ sinh thái sản xuất chip. Tất cả quy trình từ sản xuất phôi mặt nạ quang học, khắc, đo lường, làm sạch, màng bảo vệ đến robot vận chuyển đều phải thay mới.
Các dòng máy High-NA EUV của ASML hiện tại và trong lộ trình tới năm 2033 đều được thiết kế dựa trên chuẩn mặt nạ 6 inch và kỹ thuật ghép ảnh, đồng nghĩa việc chuyển sang mặt nạ 6x12 inch đòi hỏi những cải tiến cơ khí phức tạp.
Đầu 2024, ASML, công ty có trụ sở tại thị trấn Veldhoven của Hà Lan, công bố những hình ảnh đầu tiên về hệ thống quang khắc siêu cực tím sử dụng công nghệ khẩu độ số lớn (High-NA EUV), giúp các công ty bán dẫn chế tạo chip với độ phức tạp chưa từng thấy.
Mỗi máy High-NA EUV trị giá 380 triệu USD (9.281 tỷ đồng), nặng khoảng 150 tấn, tương đương hai máy bay chở khách Airbus A320. Phát ngôn viên ASML Monique Mols cho biết quá trình vận chuyển và lắp đặt mỗi máy cần 250 thùng hàng và 250 kỹ sư làm việc liên tục 6 tháng. Intel là khách hàng đầu tiên và triển khai tại nhà máy ở bang Oregon của Mỹ.
Quang khắc là quá trình in sơ đồ mạch lên bề mặt cảm quang của tấm silicon bằng cách chiếu tia sáng về phía tấm nền silicon (wafer) qua một đĩa thủy tinh được vẽ sẵn sơ đồ mạch. Mạch càng nhỏ càng cần những đèn chiếu tia sáng có bước sóng ngắn hơn, trong đó tia siêu cực tím EUV là bước phát triển hiện đại nhất hiện nay.
Huy Đức tổng hợp