Popyt na układy AI skutkuje wdrożeniem technologii High-NA EUV przez TSMC

Według wcześniejszych doniesień medialnych, które przywołuje TrendForce, TSMC otrzymało swoją pierwszą maszynę litograficzną High-NA (High Numerical Aperture) do ekstremalnego ultrafioletu (EUV), od holenderskiego producenta sprzętu półprzewodnikowego ASML we wrześniu 2024 r. 

Oznacza to zmianę stanowiska TSMC wobec tej zaawansowanej technologii półprzewodnikowej – od początkowej ostrożności do pełnej adopcji – mającej na celu utrzymanie pozycji lidera w niezwykle konkurencyjnej branży półprzewodników i zaspokojenie szybkiego wzrostu popytu na zaawansowane procesy produkcji układów AI.

Podczas telekonferencji TSMC dotyczącej wyników finansowych za III kwartał 2024 r. dyrektor finansowy Wendell Huang przedstawił plany rozwoju zaawansowanych węzłów firmy, zauważając, że proces N2 zostanie zaktualizowany w 2026 r. Aktualizacje te wiążą się z kosztami przygotowawczymi, które rosną z każdym kolejnym rozwojem węzła, odzwierciedlając rosnącą złożoność zaawansowanych procesów.

Przyjęcie maszyn litograficznych High-NA EUV ma kluczowe znaczenie dla rozwoju procesów sub-2 nm przez TSMC. High-NA EUV zwiększa aperturę numeryczną z 0,33 do 0,55, umożliwiając wyższą rozdzielczość na płytkach.

Zgodnie z planem działania TSMC, maszyny litograficzne High-NA EUV zostaną zintegrowane z węzłem procesowym A14 (1,4 nm), którego masowa produkcja ma się rozpocząć w 2027 r. Te zaawansowane maszyny litograficzne nie zostaną uruchomione natychmiast. Przed ich integracją z produkcją wielkoseryjną wymagane są obszerne testy, dostrajanie i optymalizacja procesu. Do czasu, gdy maszyny te będą w pełni operacyjne, TSMC spodziewa się przejść do węzła procesowego A10 (1 nm), reprezentującego kilka generacji postępów technologicznych. Ten harmonogram jest zgodny z szerszą mapą rozwoju procesów chipowych TSMC.

Każda maszyna litograficzna High-NA EUV kosztuje około 384 mln USD. Niemniej jednak oczekuje się, że technologiczne przywództwo TSMC w litografii EUV przyciągnie więcej klientów z wyższej półki, którzy poszukują zaawansowanych możliwości produkcji układów scalonych. Może to jeszcze bardziej poszerzyć lukę między TSMC a jej konkurentami, w szczególności Samsung Electronics.

TSMC zbudowało już solidne podstawy dzięki swojej obecnej technologii EUV ze standardową aperturą. W 2019 r. TSMC oficjalnie uruchomiło węzeł N7+, pierwszy proces wykorzystujący litografię EUV, obsługujący wówczas około 10 standardowych maszyn EUV. Od tego czasu TSMC szybko rozszerzyło swoje możliwości produkcyjne EUV, a sprzedaż systemów EUV wzrosła dziesięciokrotnie od 2019 r. do 2023 r.

Obecnie TSMC odpowiada za 56% globalnej zainstalowanej bazy maszyn litograficznych EUV, wdrażając je w swoich węzłach procesowych N5, N3 i nadchodzących N2. Podejście TSMC do wdrażania EUV jest systematyczne i zorientowane na klienta. Firma starannie ocenia nowe technologie na podstawie ich dojrzałości, kosztów i potencjalnych korzyści dla klientów przed ich zintegrowaniem z produkcją wielkoseryjną.

TSMC planuje najpierw użyć maszyn litograficznych High-NA EUV do prac badawczo-rozwojowych, rozwijając infrastrukturę i rozwiązania wzorcowe potrzebne do innowacji zorientowanych na klienta.