Customize this title in frenchLe constructeur de puces Apple TSMC n’est pas encore prêt à passer au système de lithographie de nouvelle génération

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En décembre dernier, le géant néerlandais de la technologie ASML a expédié sa première machine de lithographie High-NA Extreme Ultraviolet (EUV) (EXE : 5000) à Intel. La machine de 400 millions de dollars nous amènera au niveau suivant de production de puces avec un nœud de processus de 2 nm et moins. Les machines EUV originales, également fabriquées par ASML, étaient nécessaires pour permettre aux fonderies de puces de fabriquer des composants de moins de 10 nm. Un nœud de processus inférieur signifie des transistors plus petits, ce qui signifie que davantage de transistors peuvent tenir dans une puce. Plus le nombre de transistors d’une puce est élevé, plus elle est puissante et/ou économe en énergie.
La raison pour laquelle la machine EUV est si importante est qu’elle imprime des motifs de circuits sur des tranches de silicium plus fines que des cheveux humains. Cela est nécessaire lorsque vous construisez une puce contenant des milliards de transistors. Le SoC A13 Bionic 7 nm, utilisé pour alimenter la série iPhone 11 de 2019, contenait 8,5 milliards de transistors. L’A17 Pro 3 nm utilisé pour faire fonctionner l’iPhone 15 Pro et l’iPhone 15 Pro Max est doté de 19 milliards de transistors.

La résolution de 8 nm de l’EXE:5000 signifie que les fabricants de puces peuvent regrouper plus de transistors dans une seule puce. Les transistors plus petits sont plus économes en énergie, ce qui signifie que les puces pourront faire plus avec moins.-ASML

La nouvelle machine EUV High-NA est dotée d’un objectif à ouverture numérique (NA) de 0,55, ce qui lui confère une résolution de 8 nm par rapport à la résolution des machines actuelles de 13 nm (0,33 NA). Cela signifie que les nouvelles machines peuvent imprimer des transistors 1,7 fois plus petits, ce qui donne des densités de transistors 2,9 fois plus grandes avec une seule exposition. Le résultat? Puces plus puissantes ou économes en énergie. Les nouvelles machines peuvent également imprimer 185 tranches par heure, soit 220 d’ici 2025. Cela se compare aux 160 tranches par heure pouvant être imprimées avec les machines EUV actuelles.

Les machines EUV Low-NA actuelles peuvent produire la même résolution, mais seulement après que deux expositions ont été réalisées en utilisant un double motif. Cependant, la double configuration comporte des risques, notamment des temps de production plus longs et un risque accru de survenue d’un défaut. Cela peut également entraîner une variabilité des performances entre les puces fabriquées.

Les miroirs du High-NA EVU sont testés chez ZEISS

ASML n’hésite pas à vous expliquer ce qui peut mal se passer avec la double modélisation, car elle préférerait que les fonderies dépensent le plus d’argent sur les machines les plus récentes. Mais le nœud de processus N3B de TSMC, qui repose soi-disant sur une double configuration, a été utilisé pour fabriquer le processeur d’application A17 Pro utilisé sur tous ces processeurs. iPhone 15 Pro et iPhone 15 Pro Max unités fabriquées par Apple et la puce M3 utilisée pour alimenter les Mac haut de gamme. ASML affirme que ses clients viennent tout juste de faire leurs recherches sur l’EUV High-NA.

L’institution financière China Renaissance (via Tom’sHardware) affirme que TSMC n’est pas encore prêt à passer à l’EUV High-NA. Les machines les plus récentes utilisent une source de lumière horizontale par rapport aux machines actuelles qui obtiennent leur source de lumière sous les machines. Cela signifie que les usines de fabrication doivent être construites d’une certaine manière pour s’adapter à chaque machine et ce sera une tâche difficile et compliquée.

À terme, TSMC, Samsung Foundry et d’autres devront rejoindre Intel et commencer à réaliser les investissements nécessaires pour passer à l’EUV High-NA. Ce moment pourrait bientôt être venu, TSMC et Samsung cherchant à démarrer la production en 2 nm en 2025 pour passer à la production en 1,4 nm en 2027.

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