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好意思国事何如失去EUV光刻机的?

发布日期:2024-04-14 23:27    点击次数:138

这是一个史诗般的战术失实。好意思国在开发半导体技能方面施展了至关迫切的早期作用,该技能搭救着现在的东谈主工智能翻新。揣摸词,现在驾御这一历程的是一家荷兰公司,而亚洲制造商则主导着分娩。

极紫外光刻机不错说是现时宇宙上最迫切的电子征战。它们的到来使芯片的拼装成为可能,从而在处理能力方面发生了要紧变化,为新一代东谈主工智能器具铺平了谈路。OpenAI 的 ChatGPT 和谷歌的 Gemini 等 AI 平台实施的广泛和多端倪计较加快了频繁由东谈主类实施的大王人任务。这使得得到EUV技能成为好意思国和中国的国度经济安全问题。

华盛顿和北京濒临的问题是,EUV机器只由一家公司制造:ASML Holding NV。每台征战王人有大家汽车那么大,每台征战的成本逾越2亿好意思元。到现时为止,也曾出货了200多架,使ASML成为欧洲最有价值的科技股,市值逾越3500亿好意思元。

好意思国事何如设法消释对这项关节技能的放荡权的?部分原因是相对较少的行业高管以为EUV不错使命。另一个原因:永恒以来全球最大的芯片制造商英特尔公司的错判

近原子圭表

硅芯片由晶体管构成——内容上是一系列门和开关,它们是当代计较中零和一的物理进展。为了使计较机变得更强项,半导体工程师连接寻求使晶体管变得更小。第一个发明于上世纪中世,长度约为一厘米。现在,它们的直径唯独几纳米,或者十亿分之几米。

在芯片制造的最初几十年里,可见光被用来将图案烧入硅中以制造晶体管——这一历程被称为光刻——之后该行业转向紫外光。20 世纪 80 年代,科学家们运转想考芯片制造何如达到守护创新程序所需的近原子界限。新泽西州贝尔执行室的斟酌东谈主员运转斟酌极紫外线技能,动力部的三个国度执行室劳伦斯·利弗莫尔、劳伦斯·伯克利和桑迪亚也紧随后来,好意思国动力部最终为这项斟酌干预了数千万好意思元。

跟着这些机构在某些技能因素上取得进展,他们明白到行业的支握关于将其推向商场至关迫切。1997 年,一家名为 EUV LLC 的公私互助伙伴干系建树,好意思国公司英特尔、Advanced Micro Devices Inc. 和 Motorola Inc. 均加入其中。最终,它的界限扩大到包括光刻公司硅谷集团公司 (Silicon Valley Group Inc.) 和 ASML,后者还波及了欧洲有一个肖似的 EUV 磋约定约。

那时,日本的尼康公司和佳能公司是光刻机领域最大的厂商,而日本似乎是对好意思国芯片制造主导地位的最大恐吓。因此,华盛顿不肯鄙人一代技能的竞争中为这个亚洲国度提供支握,而是转而支握硅谷集团和 ASML 的致力。这家荷兰公司全力干预 EUV,并在接下来的几年里试图施展后来劲。2001年,ASML斥资11亿好意思元收购了硅谷集团,使得这场竞争仅剩一匹马。那时,展望 EUV 将于 2006 年结束买卖化。

技能挑战

事实证明这过于乐不雅了。这项技能极其复杂。它波及用高功率激光每秒 50,000 次喷射锡滴,产生放射 EUV 光的等离子体。因为这种光在地球上不会当然产生——事实上,它被空气领受——这个历程必须在真空中进行。然后光芒被一系列镜子聚焦,从十字线上反射归来。这是玻璃或镜子上的一种图案,不错违犯和领受一些光芒(该称号源自枪支对准器上的十字线),并在此历程中创建要蚀刻到芯片中的电路图案。

由于这些东西运行的界限很大,德国蔡司制造的镜子必须光滑得险些不行能:最大的破绽唯唯一个原子高。ASML 示意,若是镜子按比例减弱到一个国度的大小,股票操作那么最高的特出将唯独 1 毫米高。用激光喷射融解的锡很劳作。它需要如期计帐,这意味着需要大王人的停机时候。这使得东谈主们很丢丑出这些机器何如经济:半导体制造景观需要每周 7 天、每天 24 小时运行,才能证明浪掷数十亿好意思元建造它们是合理的。

直到 2012 年,业界才运转以为这项技能如实可行。何况仍然需要大王人本钱的涌入。因此,ASML 转向了其最大的客户:台积电投资了 14 亿好意思元,三星电子公司投资了 9.74 亿好意思元,英特尔高兴投资 41 亿好意思元。那时,这三个芯片制造商系数领有 ASML 约四分之一的股票。

这一策略生效了,到 2018 年,ASML 运转大王人出货 EUV 机器。尽管早期的大部分运行王人是在好意思国完成的,何况英特尔是 ASML 最大的工业支握者,但第一代机器莫得一台是由英特尔分娩的。

这不是 ASML 的遴荐。这是英特尔的。时任首席实施官布莱恩·科再奇 (Brian Krzanich) 并不确信该技能大约以经济的界限施展作用。他押注于大约使现存技能施展作用,直到他以为 EUV 的问题得到处罚。他有充分的情理充满信心:英特尔在顶端芯片制造工艺方面一坦荡先于同业。

事实证明这是一个罪过。使用 EUV 工艺的台积电在 2018 年傍边初度在技能上高出了英特尔。这家台湾公司指标着所谓的代工业务,包括苹果、英伟达和 AMD 在内的客户贪图我方的芯片,然后与台积电缔结公约来制造。

与此同期,英特尔致力使其替代的“多重图案化”芯片光刻形状可靠地使命。当台积电和三星将工艺微调到不错大界限愚弄时,台积电和三星也曾运转分娩更先进的半导体。

中国的挑战

这对好意思国有更深端倪的影响,因为台积电还向华为技能有限公司等中国公司供货,唐纳德·特朗普和乔·拜登政府王人对这家公司握怀疑作风。采纳 EUV 技能制造的芯片从 2019 年运转在华为智高东谈主机中出货。因此,一项部分由好意思国本钱资助、部分基础斟酌在好意思国执行室进行的技能似乎可能成心于其主要塞缘政事竞争敌手。

若是中国大约制造或购买起初进的芯片,这将有助于其不仅在工业中部署东谈主工智能,何况还可能在军事愚弄中部署东谈主工智能。尽管中国领有终点大的技能能力,但其所需的大部分半导体仍然需要入口。确保我方的 EUV 产能成为当务之急。

自本世纪之交以来,好意思国一直依靠荷兰政府谢绝 ASML 向中国出售任何征战。于是,到现时为止,中国仍然莫得 EUV 机器。

英特尔的下一走路动

与此同期,英特尔仍在遇到误判的困扰。

2021 年接任英特尔首席实施官的帕特·基辛格 (Pat Gelsinger) 本年 4 月示意:“咱们采纳了要紧措施来幸免对 EUV 的需求,正如你所看到的,它在功耗、性能、面积和成本方面产生了劣势。”(原文:“We went through great steps to avoid the need for EUV and, as you see, it produced deficiencies in power, performance, area and cost,” )

股市阐述了这个罪过的严重进度。早在2012年,当英特尔投资ASML时,其市值是英伟达的15倍,险些是台积电的两倍。现在它的界限仅仅这两家公司的一小部分:英特尔的估值为 1640 亿好意思元,台积电为 6500 亿好意思元,英伟达为 2.2 万亿好意思元。这很猛进度上是由于英特尔无法得到 EUV。

基辛格渴慕确保他不会重蹈前任的覆辙。英特尔正在全力支握下一代 EUV:高数值孔径。该形状使用新的光学系统将光芒聚焦到更小的点,该公司也曾在俄勒冈州的一个场所装配了第一个预分娩模子。