A redução das dimensões dos transistores é crucial para o contínuo avanço do desempenho dos chips, e a indústria de semicondutores está explorando diferentes maneiras de diminuir o tamanho dos transistores. Nos próximos anos, os fabricantes de chips devem adotar as mais recentes ferramentas de litografia ultravioleta extrema (EUV) de alto NA desenvolvidas pela ASML, que serão particularmente úteis para a produção de chips com menos de 3 nm. Mas e depois disso? A ASML afirma que a tecnologia Hyper-NA está sendo desenvolvida para futuras gerações de chips, com previsão de chegada na década de 2030.
Em seu Relatório Anual de 2023, Martin van den Brink, diretor de tecnologia da ASML, mencionou que “o Hyper-NA com um NA superior a 0,7 é certamente uma oportunidade que se tornará mais visível por volta de 2030”. Ele explicou que isso poderá ser relevante para a produção de chips de lógica e memória, e que o principal objetivo é impulsionar a plataforma de capacidade de litografia EUV para melhorar custos e prazos de entrega.
Atualmente, as ferramentas EUV da ASML consistem em modelos Low-NA com óptica de 0,33 NA, capazes de atingir uma dimensão crítica (CD) de 13,5 nm. Essas dimensões são adequadas para a produção de chips de classe 4nm/5nm. No entanto, para a produção de chips de 3 nm, será necessário reduzir essas dimensões para 21-24 nm. É por isso que a tecnologia N3B da TSMC foi projetada para usar padrão duplo EUV de baixo NA, mas essa abordagem é considerada cara.
As futuras ferramentas EUV High-NA de próxima geração, com óptica de 0,55 NA, terão capacidade para atingir um CD de 8 nm, permitindo a produção de chips além de 3 nm, e até mesmo para 1 nm, de acordo com previsões da Imec.
Para continuar avançando, serão necessárias ferramentas mais sofisticadas do que os dispositivos High-NA da ASML, levando ao desenvolvimento de ferramentas Hyper-NA com óptica de projeção de abertura numérica ainda maior. No entanto, a viabilidade dessa tecnologia ainda está sendo avaliada pela ASML.
Aumentar a abertura numérica da óptica de projeção é um processo caro que envolve mudanças significativas no design das ferramentas de litografia. Além disso, o aumento de custos também é uma consideração importante para os principais fabricantes de chips, como Intel, Samsung Foundry e TSMC.
Martin van den Brink, da ASML, afirmou que a introdução do Hyper-NA dependerá da capacidade de reduzir custos. Ele também destacou que a viabilidade tecnológica e a viabilidade econômica para os fabricantes de chips serão fatores determinantes para a introdução dessa tecnologia.
Portanto, apesar da necessidade da litografia Hyper-NA EUV, ela precisará ser acessível o suficiente para garantir sua adoção pelas principais empresas do setor.