Как создавали супретехнологиного голандского монополиста

В одной машине ASML свыше 100 тыс. компонентов и весит более 180 тонн — такое вот лего

В 2007 году я поступил в МГУП им. Федорова, где мы изучали технологии печатного производства. Если вы когда-нибудь интересовались, как производятся современные микрочипы, — знайте: их по сути печатают. В основе этого процесса лежит литография — технология, которая в массовой полиграфии осталась на периферии, но стала сердцем технологического прогресса.

К 2012 году компания ASML из небольшого голландского городка вложила годы и миллиарды в разработку литографии в экстремальном ультрафиолете (EUV). Многие в отрасли считали эту технологию безнадёжной. Финансовым спасательным кругом стали инвестиции от трёх её крупнейших будущих заказчиков: Intel ($4.1 млрд), Samsung ($974 млн) и TSMC ($1.4 млрд).

Парадокс в том, что Intel, вложившая больше всех, в итоге проявила нерешительность. Компания сомневалась в экономической целесообразности EUV и до последнего использовала старые методы. А вот TSMC и Samsung, активно внедрявшие машины ASML, смогли обогнать Intel в технологическом процессе примерно к 2018 году.

Технологическое чудо

Технология EUV по праву считается одной из самых сложных в истории человечества. Для генерации света используется метод лазерно-индуцированной плазмы: крошечные капли расплавленного олова обстреливаются мощным лазером 50 000 раз в секунду. Это создаёт плазму с температурой в сотни тысяч градусов, которая и излучает необходимый EUV-свет.

Весь процесс требует невероятной точности. Каждая машина состоит из более 100 000 компонентов, поставляемых сотнями компаний по всему миру. Неудивительно, что стоимость одного такого аппарата достигает $150—200 млн.

Новые технологии позволят пошатнуть доминирование ASML?

ASML является 100% монополистом благодаря технологиям, которые никто в мире не смог воспроизвести. Но возможно, статус-кво скоро изменится. Ей бросает вызов американский стартап Substrate, разрабатывающий альтернативную технологию рентгеновской литографии (XRL).

Ключевые отличия Substrate:

• Использование рентгеновского излучения с длиной волны менее 4 нм (против 13.5 нм у EUV ASML).
• Потенциальное снижение стоимости производства передовых чипов на 90% (со ~$100 тыс. до ~$10 тыс. за пластину).
• В лабораторных условиях уже продемонстрированы структуры размером 12—13 нм, что сравнимо с возможностями современных систем EUV.
• Из публичных источников известно, что стартап привлёк более $100 млн инвестиций, в том числе от венчурного фонда ЦРУ (да, есть такая) — In-Q-Tel.

Пока Substrate демонстрирует успехи лишь в лаборатории. Переход к массовому производству, где требуются высочайшая стабильность, скорость и минимальный процент брака на миллионах пластин, — это колоссальная инженерная и экономическая задача. Исторически многие альтернативные технологии (такие как наноимпринтная литография) так и не смогли преодолеть этот разрыв. Битва титанов только начинается.