ASML đạt cột mốc 1.000W cho nguồn sáng EUV, mở đường tăng mạnh sản lượng chip toàn cầu
Tại một phòng thí nghiệm gần San Diego (Mỹ), các kỹ sư của ASML Holding vừa đạt một bước tiến quan trọng trong lĩnh vực quang khắc bán dẫn khi nâng công suất nguồn sáng cực tím (EUV) lên mức 1.000W liên tục. Đây được xem là cột mốc kỹ thuật có thể giúp tăng đáng kể sản lượng chip trên mỗi hệ thống EUV vào cuối thập kỷ này, đồng thời củng cố vị thế độc quyền của ASML trong một trong những công nghệ then chốt của ngành bán dẫn hiện đại.
Theo các chuyên gia của ASML, gồm Michael Purvis và Teun van Gogh, thành tựu này không chỉ dừng ở mức thử nghiệm trong phòng lab. Công ty cho biết nguồn sáng 1.000W đã sẵn sàng cho lộ trình thương mại và có thể tích hợp vào các hệ thống sản xuất quy mô lớn trong vài năm tới. Thông điệp này được đưa ra trong bối cảnh ASML đang chịu sức ép cạnh tranh ngày càng tăng từ các startup công nghệ tại Mỹ cũng như các chương trình nghiên cứu quy mô lớn của Trung Quốc, vốn đang nỗ lực phát triển giải pháp EUV nội địa.
EUV – trái tim của công nghệ chip tiên tiến
Công nghệ EUV (Extreme Ultraviolet Lithography) sử dụng ánh sáng có bước sóng chỉ 13,5 nanomet – đủ ngắn để khắc các họa tiết siêu nhỏ, chỉ rộng vài chục nguyên tử, lên tấm wafer silicon. Đây là nền tảng để sản xuất các tiến trình chip tiên tiến như 5nm, 3nm và các thế hệ nhỏ hơn trong tương lai.
Quy trình tạo ra ánh sáng EUV cực kỳ phức tạp. ASML sử dụng hệ thống phun các giọt thiếc nóng chảy với tần suất cao vào buồng chân không. Sau đó, một tia laser carbon dioxide công suất lớn bắn vào giọt thiếc này, tạo ra plasma ở nhiệt độ rất cao. Plasma phát ra các photon EUV, được thu gom bằng hệ thống gương đa lớp có độ chính xác gần như tuyệt đối trước khi chiếu lên bề mặt wafer thông qua mặt nạ (mask).
Chỉ một sai lệch nhỏ trong chuỗi sự kiện trên cũng có thể làm giảm hiệu suất hoặc gây hỏng toàn bộ quy trình. Chính vì vậy, việc nâng công suất nguồn sáng lên 1.000W mà vẫn đảm bảo độ ổn định liên tục được xem là thành tựu kỹ thuật đáng kể.
Tăng công suất, tăng sản lượng chip
Hiện tại, các hệ thống EUV thương mại của ASML vận hành ở mức khoảng 600W, cho phép xử lý khoảng 220 tấm wafer mỗi giờ. Với nguồn sáng 1.000W, năng suất có thể tăng lên khoảng 330 tấm wafer mỗi giờ – tức tăng gần 50%.
Mỗi wafer có thể chứa từ vài trăm đến vài nghìn con chip, tùy theo kích thước và độ phức tạp của thiết kế. Việc rút ngắn thời gian phơi sáng nhờ nguồn sáng mạnh hơn giúp tăng thông lượng (throughput), giảm chi phí sản xuất trên mỗi chip và tối ưu hóa hiệu quả đầu tư của các nhà máy bán dẫn.
Điểm đáng chú ý là nâng cấp lên 1.000W vẫn tương thích với kiến trúc phần cứng hiện tại của ASML. Điều này đồng nghĩa các khách hàng như TSMC, Samsung hay Intel có thể triển khai công nghệ mới mà không cần thay đổi toàn bộ dây chuyền.
ASML bỏ xa các đối thủ
ASML hiện là công ty duy nhất trên thế giới có thể sản xuất và thương mại hóa hệ thống EUV hoàn chỉnh. Các đối thủ tại Mỹ và Trung Quốc vẫn đang trong giai đoạn nghiên cứu, gặp khó khăn cả về kỹ thuật lẫn chuỗi cung ứng linh kiện quang học chính xác.
Việc đạt công suất 1.000W cho thấy ASML không chỉ duy trì khoảng cách mà còn mở rộng lợi thế công nghệ, giúpp tăng sản lượng chip. Trong bối cảnh EUV được xem là công nghệ chiến lược, liên quan trực tiếp đến an ninh quốc gia và chuỗi cung ứng toàn cầu, mỗi bước tiến của ASML đều có tác động vượt ra ngoài phạm vi kỹ thuật thuần túy.
Chính phủ Hà Lan và Mỹ trong những năm qua đã áp đặt các hạn chế xuất khẩu hệ thống EUV sang Trung Quốc nhằm kiểm soát khả năng sản xuất chip tiên tiến. Điều này càng làm tăng giá trị chiến lược của công nghệ mà ASML đang nắm giữ.
Hướng tới 1.500W và 2.000W
ASML cho biết mục tiêu dài hạn không dừng ở 1.000W. Công ty đang nghiên cứu các thế hệ nguồn sáng 1.500W, thậm chí 2.000W, nhằm phục vụ các tiến trình dưới 2nm trong tương lai.
Nếu đạt được các mốc này, sản lượng chip trên mỗi hệ thống EUV có thể tăng mạnh hơn nữa, góp phần đáp ứng nhu cầu ngày càng cao từ các lĩnh vực như trí tuệ nhân tạo, điện toán đám mây, ô tô tự hành và thiết bị di động.
Trong bối cảnh thế giới ngày càng phụ thuộc vào chất bán dẫn, bước tiến 1.000W của ASML không chỉ là một thành tựu kỹ thuật mà còn là yếu tố có thể định hình cục diện ngành bán dẫn toàn cầu trong nhiều năm tới.
