«Невозможно создавать микросхемы без машин ASML»: голландская компания, от которой зависят Apple, Samsung и Intel Статьи редакции
Она – монополист в области фотолитографии в глубоком ультрафиолете, от которой зависит мощность микросхем. Чем занимается ASML – в пересказе Wired.
Революционное изобретение
Производство микросхем начинается с цилиндрического слитка кремния, который нарезается на тонкие пластины. Они покрываются слоями светочувствительного материала и многократно подвергаются излучению. Части кремния, на которые не попал свет, химически вытравливаются, чтобы выявить сложные детали микросхемы. В конце кремниевые пластины разрезают на множество отдельных микросхем.
С 1960-х годов основной задачей разработчиков было уменьшение длины световой волны, поскольку именно она определяет, насколько мелкими будут детали на микросхеме. Считается, что чем больше транзисторов, тем мощнее микросхема.
Чтобы это сделать, в 1990-х годах Intel, Motorola и AMD начали развивать идею фотолитографии в глубоком ультрафиолете и разрабатывать для этого EUV-установки. В 1999 году к ним присоединилась голландская ASML — ведущий производитель литографического оборудования.
Поначалу в установках использовался свет видимой части спектра. Ему на смену пришел свет ближней УФ-области спектра, который впоследствии сделал возможным процесс фотолитография в глубоком ультрафиолете для протравления еще более мелких деталей на пластинах.
На разработку первой установки для фотолитографии в глубоком ультрафиолете потребовалось несколько десятков лет. Его массовое производство начала ASML в 2017 году.
Длина волны при EUV-литографии — 13,5 нанометров. В предыдущем методе литографии она составляла 193 нанометра, а в следующем уменьшится до 8 нанометров.
По методу ASML мощные лазеры проходят через капли олова 50 тысяч раз в секунду, производя свет высокой интенсивности. Линзы поглощают EUV-частоты, поэтому вместо них в системе используются зеркала, покрытые специальными материалами. Внутри устройства EUV-свет отражается от нескольких зеркал, прежде чем пройти через маску, которая, перемещаясь, выравнивает поверхность кремниевой пластины.
Крупнейшая компания, использующая EUV-литографию, — TSMC, клиентами которой являются Apple, Nvidia и Intel. Последняя медленно внедряла EUV и в результате отставала от конкурентов. Поэтому она передала часть своего производства на аутсорсинг TSMC.
Новая система
В 2021 году ASML занимается разработкой новой системы фотолитографии, чтобы сделать микросхемы меньше и увеличить их производительность.
Благодаря большей числовой апертуре увеличивается разрешение изображения, позволяя свету проходить через оптику под разными углами. Для этого требуются зеркальные линзы значительно большего размера, а также новое программное и аппаратное обеспечение для точного управления компонентами.
К концу 2021 года готовую деталь для новой фотолитографической установки отправят из Коннектикута в Нидерланды, в город Велдховен, а к началу 2022 года её интегрируют в первый прототип EUV-установки следующего поколения. К 2023 году компания Intel первой собирается применить новую систему для производства микросхем.
Фотолитографические установки стоят $150 млн, а по размеру они примерно как автобус. Для их сборки требуется 100 тысяч деталей и 2 км кабелей. В их транспортировке задействуют 40 грузовых контейнеров, 3 грузовых самолета и 20 фургонов. Поэтому лишь крупные компании-производители микросхем, такие как TSMC, Samsung или Intel, могут себе позволить это оборудование.
Передовые микросхемы невозможно создавать без оборудования ASML. Оно представляет собой комплексный механизм, каждая деталь которого важна. На производства таких установок уходят годы проб и ошибок, поэтому компаниям очень сложно получить доступ к готовой продукции.
Закон Мура
В 1965 году Гордон Мур, инженер-электронщик, один из основателей американской компании Intel, написал статью к тридцатипятилетию журнала Electronics. Он подметил, что количество транзисторов на кремниевой микросхеме ежегодно увеличивалось ровно вдвое, и предсказал, что тенденция продолжится.
Десять лет спустя Мур пересмотрел свои наблюдения и изменил интервал с одного года на два. Это наблюдение получило название «закон Мура». По нему развиваются многие технологии: например, в мае 2021 года IBM представила новый тип транзисторов, который помещается внутри кремниевой пластины и позволяет разместить на ней больше компонентов без уменьшения разрешения литографии.
Однако в последнее время все больше специалистов сомневаются, что закон будет актуален для микросхем следующих поколений. Исследователи отмечают, что когда-нибудь температура и скорость света будут тормозить прогресс, из-за чего бесконечное удвоение компьютерной мощности невозможно.
Но пока закон живёт благодаря разработкам ASML, пишет Wired. Мартин Ван де Бринк, технический директор компании, считает, что новая технология будет стимулировать прогресс в индустрии микросхем, по крайней мере, в течение следующих десяти лет. По его мнению, уменьшение размера деталей со временем отойдет на второй план.
Ван ден Бринк считает, что пока нет достойной альтернативы фотолитографии в глубоком ультрафиолете. Он предсказывает, что новые методы увеличения производительности литографических машин помогут увеличить объемы производства, что приведет к большей их доступности.
Кроме того, по словам Ван ден Бринка, некоторые производственные приемы, например, вертикальное расположение компонентов на пластине, должны увеличить производительность микросхем.
Спрос на более быстрые микросхемы вряд ли снизится, пишет Wired. Марк Лундстрем, профессор в университете Пердью, написал в 2003 году статью для журнала Science, в которой предсказал, что в течение десяти лет закон Мура исчерпает себя.
Не стоит бояться, что технический прогресс остановится. Нам просто придется искать новые способы развития технологий.
Для сравнения 1 истребитель СУ-35С по контракту с Китаем стоит 104 млн. долларов. Но истребителей у нас дохрена а такой установки нет ни одной.
Су35 это устаревшая техника, так как не дотягивает даже до американских конкурентов из 70х — Ф15 и Ф16.
Су 35 это переименованый Су27, которы был более чем на десятилетие запоздалым ответом на Ф15.
Двигатели АЛ31 так и не смогли по своим параметрам достигнуть показателей американских, особенно уступая в надёжности и ресурсе. Также Россия так и не освоила новые радары и сопоставимую электронику, так и оставшись бесконечно позади.
Поэтому это некорректное сравнение, Су27 не является технологическим чудом, а скорее памятник проиграной гонки вооружений.
А зачем обязательно делать что-то навороченное? Если оно решает задачи, то гуд.
Может выгоднее и проще просто сделать и пустить в потенциальный бой 2 старых самолета против одного нового?
Да и военные конфликты с развитыми странами у РФ вряд ли возможны в ближайшем будущем, а если и возможны, то там скорее всего ядерной войной все кончится.
Ну а так, какие-то небольшие страны задавить можно и сушками.
PS. Ни в коем случае не поддерживаю военные конфликты, просто рассуждаю с позиции рационализма
Не решает задачи. Самолёт делался против ф15, но за все это время США уже сделали скачек в новое поколение ф22 и сейчас готовятся к шестому в котором будут уже совершенно другие технологии двигателей, разговоры о которых в России даже не идут. Поэтому су27 как раз не выполняет своих основных задач.
пустить в потенциальный бой 2 старых самолета против одного нового?Проблема в том, что не два старых против одного нового, а один старый против двух новых - отставание в качестве не менее значительное, чем в количестве. Даже условные европейские страны будут иметь флот ф35 значительно превосходящий всю российскую авиацию, это без учёта Америки.
а если и возможны, то там скорее всего ядерной войной все кончится.Русские самолёты уже сбивали страны НАТО без какой-то бы то ни было атомной войны. Военное превосходство противника это его условия сражения и его условия результата.
у а так, какие-то небольшие страны задавить можно и сушками.Повторю, даже небольшие европейские страны будут иметь на вооружении Ф35 - самолёт на два поколения превосходящий любое российское вооружение, которое создавалось противостоять армии НАТО 70х годов.
Отдельный вопрос это морская авиация где не считая США, самолёты Ф35В получат Япония, Корея, Италия, Британия в количестве до 200 штук на свои небольшие авианосца, которые до этого или имели ничего или Харриеры.
Знаете какое количество российской палубной авиации? По факту ноль.
Эммм чего там оно может и чего не может, не знаю ни я ни вы. Реальные лётные и боевые характеристики не публикуются, это же не разгон до 100 у ниссана. Да и даже у ниссана, реальное время может отличаться сильно от заявленного.
Про полномасштабные военные действия со странами Европы это конечно вы загнули опять. Их не было и не будет потому что никто из ныне живущих чинуш ни с одной стороны не хочет получить ядерной ракетой по голове. Поэтому этот тип вооружения и называется стратегическим.
Какие-то локальные военные конфликты конечно возможны, но тут уже совсем другая история. И да, можно 10 камней против одного арбалета.
Есть один серьёзный минус - экспорт. Всякие Индии и прочие Вьетнамы явно предпочли бы что-то поэффектнее потому что у них нет роскоши сидеть с тысячами ядерных ракет. Но тут уже вопрос цены, 5 старых леталок или одна новая
Оно то так, но вот только американцы захватили после победы в 1991 году огромное количество трофейной техники, которую тщательно изучили. Что там говорить, если они тренируются на российских самолётах против своих самолётов, обучая лётчиков.
У России нет такого всеобьемлющого знания о технике противника, зато есть желание продавать свои якобы новейшие су57 кому угодно, хоть Турции, которая убивает их лётчиков, лишь бы деньги платили т.к. никакой военной тайны там нет.
5 старых леталок или одна новаяФ 35 дешевле Су35, их делают по 150 штук в год, т.е в 10 раз больше.
Вооружение это политики, многие страны не хотят связываться с Россией именно по политических соображениям.
Ф35 дешевле? Круто, не знал.
Ну да, у России бы и микрочипы бы особо многие страны не стали бы покупать. По политическим причинам. Вон Китай пробовал оборудование для 5G толкать, так их задавили быстро
F35 производят ежегодно в большем количестве, чем все остальные истребители остальных стран вместе взятых, поэтому их стоимость приближается к $80 млн. Посмотрите на межгосударственные контракты, там огромные сумы.
Бугога, а что же не говорите про зависание винды на борту F-35? Я вам поверю когда вы скажите кого из инженеров посадили за раскрытие данных о существенных проблемах в F-35, гугл в помощь. А пока что помойте рот с мылом и не несите чушь.
Тайвань не давят почему-то :)
Ты нас Кореей, Японией и Италией пугаешь?
А как же Бангладеш, Нигерия и Аргентина?
Су-15 тоже решает задачи. Вопрос только в том какие
Да ты знаток в авиастроении))) или просто журналов начитался,не хвастай скудоумием
И американцы и русские истребители делают на продажу. Они не применяются друг против друга, истребители должны уничтожать бомбардировщики, ракеты, и самолеты связи, разведки, управления. Для боевого применения есть зенитные ракеты. Даже если истребители прикрывают бомбардировщики противник будет сбивать бомбардировщики, а не воевать с истребителями. Су-27 должен перехватывать Б-52, а не Ф-35. Американцы тоже на своих истребителях не Су-35 обнаруживать и перехватывать собираются, а стратегические бомбардировщики
Кажется никто тут не писал, что они должны воевать друг против друга. У вас там походу какое-то своё противостояние придумано, которое вы решили провернуть.
А зачем тогда их сравнивать друг с другом? Один создается для против одних ТТХ, другой против других
В смысле зачем? Это лётные аппараты одного класса, которые решают схожие задачи. С чем же их ещё сравнивать.
Они разные задачи решают. Су 27 не строится что бы перехватывать Ту-160, а Ф35 что бы перехватывать Б-52. Миг-25 строился что бы максимально быстро набрать высоту и сделать пуск ракетой в SR-71, например. Нет SR-71 на вооружении не нужен Миг-25
Тем не менее, я писал про схожие, но не одинаковые задачи. Собственно только в контексте того, что они не должны противостоять друг другу, чтобы их можно было сравнить. Военно-транспортные самолеты тоже друг друга в небе не обстреливают и выполняют схожие задачи. Но ведь логично один сравнить с другим.