Na recente atualização da Intel, a empresa começou a receber sua primeira ferramenta de litografia ultravioleta extrema (EUV) ASML com abertura numérica de 0,55 (High-NA). Essa ferramenta será usada para aprender a tecnologia antes de implantar tais máquinas para um nó de produção pós-18A nos próximos dois anos ou mais. Enquanto isso, a TSMC não tem pressa em adotar o High-NA EUV tão cedo. De acordo com analistas da Renascença Chinesa, pode levar anos até que a empresa entre nesse movimento em 2030 ou além.
O agressivo roteiro de tecnologia de processo da Intel inclui a inserção de transistores RibbonFET gate-all-around (GAA) e rede de distribuição de energia traseira PowerVia (BSPDN) a partir de 20A e refinando-os com 18A. Em seguida, a empresa começará a usar Ferramentas EUV de alto NA para um nó pós-18A.
Ferramentas litográficas EUV modernas equipadas com lentes de abertura numérica de 0,33 (Low-NA) fornecem uma dimensão crítica alcançável na faixa de 13 a 16 nm para produção em massa, o que é suficiente para produzir um passo de metal mínimo de 26 nm e um valor estimado de 25 a 30 nm para Distância espacial de interconexão ponta a ponta usando padrão de exposição única. Isso é suficiente para uma tecnologia de processo de classe de 3 nm, mas para 2 nm e além, os passos metálicos diminuirão para cerca de 18–21 nm, o que exigirá o uso de EUV duplo padronização ou equipamento de modelagem de padrões.
A Intel planeja inserir modelagem de padrões a partir de 20A (que está prestes a entrar no HVM) e depois High-NA EUV a partir de um nó pós-18A, permitindo à empresa reduzir a complexidade de seu fluxo de processo e evitar o uso de EUV duplo padronização. No entanto, as ferramentas litográficas EUV de alto NA são significativamente mais caras do que os scanners EUV de baixo NA, mas o EUV de alto NA tem muitas peculiaridades, incluindo um campo de exposição 2x reduzido.
Segundo analistas da SemiAnalysis e da China Renaissance, o uso de máquinas EUV de alto NA pode ser mais caro do que o uso de padrões duplos EUV de baixo NA, pelo menos inicialmente. Por isso, a TSMC pode não estar inclinada a usá-la por um tempo para garantir custos baixos, embora às custas de complexidades de produção e talvez de menor densidade de transistores.
“A padronização múltipla de EUV de baixo NA, apesar do menor rendimento em mais passagens de exposição, ainda pode custar menos do que o EUV de alto NA na incursão inicial do GAA; a maior potência da fonte de EUV de alto NA para gerar CD mais fino (dimensão crítica) acelera o desgaste nas ópticas de projeção e nas máscaras fotográficas, superando os benefícios de maior rendimento”, explicou Szeho Ng. “Isso está de acordo com a prática da TSMC de atingir o mercado de volume com as tecnologias mais competitivas em termos de custo.”
A TSMC começou a usar ferramentas de litografia ultravioleta extrema (EUV) para produção de chips em alto volume em 2019, meses depois da Samsung Foundry, mas anos antes da Intel. A Intel quer estar à frente da Samsung Foundry e da TSMC com High-NA EUV, o que poderia garantir alguns benefícios táticos e estratégicos. A única questão é: a TSMC conseguirá manter sua liderança em tecnologia de processo se adotar a litografia High-NA apenas em 2030 ou mais tarde (ou seja, quatro a cinco anos após a Intel)?