ASML не планирует менять привычный источник света для EUV-литографии на систему с ускорителем частиц. Компания делает ставку на лазерную плазму и хочет довести мощность EUV-источников до 1000 Вт.
Это важная развилка для всей полупроводниковой отрасли. ASML остаётся единственной компанией, которая выпускает EUV-сканеры для массового производства чипов. Если она не берёт технологию в дорожную карту, фабрикам придётся жить с текущей архитектурой ещё долго.
Semi Doped со ссылкой на клиентскую записку JPMorgan передаёт короткую позицию ASML: с учётом прогресса лазеров компания не видит причины переходить на FEL. Идею свободно-электронного лазера ранее поддерживал Илон Маск, но одобрения в X для фабричной литографии мало.
ASML остаётся на лазерной плазме и оловянных каплях
Современные EUV-сканеры ASML используют схему LPP: мощный CO₂-лазер бьёт по микрокаплям расплавленного олова, превращает их в плазму и получает излучение с длиной волны 13,5 нм. Именно это излучение затем работает с фотошаблоном и переносит рисунок будущего чипа.
Капли олова в такой системе крошечные — около 30 микрон в диаметре. Лазер разогревает их до ионизированной плазмы с электронной температурой в несколько десятков электронвольт. Дальше EUV-свет собирает эллиптическое зеркало диаметром около 0,5 метра.
Зеркало покрывают многослойной структурой из молибдена и кремния. Она отражает нужные 13,5 нм лучше других вариантов, но потери всё равно велики. EUV почти всё поглощает, включая материалы, которые для других диапазонов выглядят удобными.
Поэтому вся оптика работает в вакууме. Линзы здесь не помогают — нужны зеркала. Это одна из причин, почему мощный и стабильный EUV-источник так трудно довести до фабричного уровня.
ASML уже подняла мощность LPP-источников примерно с 250 Вт до 500 Вт. Следующая цель — 1000 Вт в ближайшие годы. Компания также хочет почти удвоить поток оловянных капель до 100 000 в секунду.
FEL звучит красиво, но фабрике нужен не лабораторный рекорд
Свободно-электронный лазер, или FEL, получает EUV иначе: электроны разгоняют почти до скорости света, затем проводят через ондулятор с чередующимися магнитами. Пучок начинает колебаться, группируется в микросгустки и излучает свет с той же длиной волны 13,5 нм.
У FEL есть сильные аргументы. Система убирает оловянные капли, а вместе с ними часть мусора и проблем с защитными пелликулами на фотошаблонах. Теоретически один мощный FEL может заменить несколько LPP-источников, если построить большую систему развода EUV-луча по сканерам.
| Параметр | LPP у ASML | FEL |
| Как получают EUV | CO₂-лазер бьёт по каплям олова | Электроны разгоняют в ускорителе |
| Рабочая длина волны | 13,5 нм | 13,5 нм |
| Главный плюс | Технология уже работает на фабриках | Потенциально выше мощность и меньше мусора |
| Главный минус | Оловянный мусор и сложная оптика | Ускоритель, защита и сложный развод луча |
Но цена этой идеи — не только деньги. FEL требует ускоритель частиц, источник электронов, длинный ондулятор, тонкое управление пучком, радиационную защиту и зеркала, которые переживут высокую EUV-мощность. Потом всё это надо заставить работать с доступностью фабрики, где простой оборудования быстро превращается в убытки.
Именно здесь ASML выглядит прагматично. LPP уже прошла тяжёлый путь от инженерной боли до серийного инструмента. FEL пока должен доказать не физику, а фабричную экономику: стабильность, КПД, сервис, цену владения и интеграцию в производство.
Интерес к FEL есть в Китае, США и Японии. Но переход от установки с ускорителем к рабочему инструменту для чипмейкеров может занять десятилетие или больше. За это время проекты съедят миллиарды долларов, и не все команды дойдут до фабричного внедрения.
Для производителей процессоров и GPU ближайшая практическая цифра звучит проще: ASML планирует поднять мощность LPP-источников с нынешних примерно 500 Вт до 1000 Вт и увеличить поток оловянных капель до 100 000 штук в секунду.
