Nuovo ordine per una singola macchina litografica da 400 milioni di dollari: Samsung e TSMC cambiano atteggiamento, i tre giganti dei chip abbracciano pienamente la più avanzata High NA EUV di ASML

Secondo quanto notato da "Finanza Intelligente APP", ASML (ASML.US) ha ottenuto l'impegno all'utilizzo dei suoi più recenti dispositivi per la produzione di semiconduttori da parte dei principali produttori di chip, e sta anche avanzando verso un accordo di collaborazione più ampio per rispondere all'impennata della domanda di tecnologie di intelligenza artificiale sempre più potenti.

Samsung Electronics e TSMC prevedono di iniziare rispettivamente nel 2028 e nel 2030 la produzione su larga scala utilizzando le apparecchiature litografiche ad Estremo Ultravioletto ad Alto Numerical Aperture (High NA EUV) di ASML, accompagnando Intel nell’utilizzo di queste macchine che possono arrivare a costare fino a 400 milioni di dollari l’una. Samsung è il principale produttore di chip di memoria, mentre TSMC è leader nella produzione di chip personalizzati per aziende come Nvidia e Apple.

Queste quattro aziende hanno inoltre siglato un accordo per una trasformazione importante—seppur tecnica e centrale—del formato tecnologico per le maschere (Photomask), un componente chiave nella produzione di semiconduttori. Al fine di soddisfare la crescente domanda di intelligenza artificiale, il settore prevede di passare dalle maschere standard da 6 pollici alle versioni da 12 pollici, con l’obiettivo di aumentare la produttività e ridurre i costi. Le maschere sono simili a matrici di stampa usate per replicare lo stesso disegno, ma nel caso dei chip, servono per imprimere modelli sul wafer di silicio tramite la luce.

Sebbene il passaggio a maschere di dimensioni maggiori sia stato a lungo considerato complesso e costoso, questo avanzamento collaborativo offre la possibilità di grandi benefici per la produzione di semiconduttori. Marco Peters, Chief Technology Officer di ASML, ha dichiarato che questa nuova tecnologia può aumentare la produttività delle macchine High NA del 40%, semplificando allo stesso tempo il processo di design.

In un’intervista Peters ha affermato: «Si tratta di una grande opportunità, che ovviamente significa anche un balzo in avanti in termini di produttività».

ASML è l’unica azienda al mondo in grado di produrre apparecchiature litografiche EUV, che sono essenziali per la produzione degli acceleratori di intelligenza artificiale più avanzati e di chip simili. Nel 2019 la società ha lanciato le apparecchiature EUV a basso Numerical Aperture (Low NA) e ha lavorato con i clienti per promuovere l’adozione delle macchine High NA più avanzate.

Gli stabilimenti di TSMC gestiscono la produzione per clienti come Nvidia, AMD e Qualcomm, mantenendo un approccio cauto all’adozione di dispositivi più costosi, giudicando che i miglioramenti di produttività non siano sempre proporzionati ai costi aggiuntivi.

Eppure, secondo una dichiarazione di martedì, TSMC ora prevede di adottare i sistemi High NA basati sulle maschere da 6 pollici esistenti a partire dal 2030. L’obiettivo comune delle due aziende è costruire una linea pilota per la produzione di maschere da 12 pollici entro il 2031, come parte del percorso verso l’introduzione di questa tecnologia insieme agli strumenti High NA, prima del 2033.

Il CEO di TSMC, C.C. Wei, ha dichiarato nella nota: «TSMC crede da sempre nella forza della collaborazione per superare le barriere tecnologiche prima che queste si trasformino in muri economici per l’industria dei semiconduttori».

Anche Samsung, che fornisce servizi di foundry per chip logici e che è uno dei maggiori produttori di chip di memoria al mondo, prevede di iniziare a usare le macchine High NA di ASML per la produzione di memorie entro il 2028. In un’altra dichiarazione separata, l’azienda coreana ha affermato che lavorerà “a stretto contatto con i partner del settore per sviluppare la tecnologia delle maschere necessaria e l’infrastruttura di supporto”.

La carenza globale di chip di memoria, alimentata dalla grande domanda dei data center per l’intelligenza artificiale, sta attualmente facendo lievitare i costi di produzione in tutto il settore dell’elettronica.

Intel ha già ricevuto le macchine High NA con l’obiettivo di trasformarsi da solo produttore dei propri chip a fornitore di servizi di fonderia. L’azienda ha dichiarato di essere già in grado di offrire ai potenziali clienti i vantaggi di questa tecnologia. Da tre anni Intel contribuisce a promuovere la transizione verso maschere di dimensioni maggiori.

Il nuovo abbraccio di TSMC verso le attrezzature per la produzione di chip all’avanguardia è fondamentale per la crescita di ASML. Secondo Bloomberg, l’azienda di Taiwan rappresenta circa il 16% delle entrate di ASML. L’impegno sempre maggiore di Samsung e Intel significa che i tre principali clienti di ASML si sono ormai uniti a questa trasformazione.

Peters di ASML ha dichiarato: «Questo è un passo fondamentale per l’introduzione delle machine High NA nella produzione di grandi volumi. È un momento chiave in cui i clienti riconoscono i vantaggi di questi sistemi rispetto alle strategie di multi-patterning».

Peters ha sottolineato che, man mano che i clienti procederanno verso la prossima generazione di produzione di chip, si aspettano che il numero di strati che richiedono la tecnologia High NA aumenti, perciò “riconoscono anche l’opportunità di ampliare le dimensioni delle maschere”.

La litografia è il processo in cui la luce viene utilizzata per incidere schemi nei materiali depositati sui wafer di silicio. Questi schemi vengono poi riempiti con altri materiali per formare i transistor e le connessioni che danno ai dispositivi funzioni di elaborazione e memorizzazione dei dati. Lo sforzo del settore per ridurre queste dimensioni ha spinto i produttori di apparecchiature a esplorare tecnologie sempre più innovative. Le macchine più avanzate di ASML utilizzano raggi EUV come fonte di luce, una radiazione che naturalmente non esiste sulla Terra.

I limiti delle maschere da 6 pollici, utilizzate da decenni, hanno portato a numerosi compromessi e ritardi nel miglioramento delle componenti principali dei computer nei data center dedicati all’IA. Incapaci di rendere ogni chip più grande, le aziende sono passate a layout verticali e a interfacce di collegamento molto complesse, aumentando così la complessità e i costi di produzione e implementazione dei chip.