Хто виготовляє свої процесори для смартфонів і чому це складно

У сучасному світі смартфонів відбувається справжня технологічна революція, центром якої є розробка все більш потужних та енергоефективних процесорів. Провідні виробники перебувають у постійній конкуренції, прагнучи створити чіпи, які забезпечать не тільки високу продуктивність, а й оптимальне енергоспоживання. Навіть бюджетні моделі стали працювати відмінно, як мінімум, забезпечуючи плавну роботу свого інтерфейсу. Але так не завжди.

Процесор – серце будь-якого смартфона. Зображення: CNEWS

Історія розвитку процесорів у смартфонах

Історія розвитку мобільних процесорів розпочалася із простих однотактних чіпів, які могли виконувати лише базові функції. Сьогодні ж ми маємо справу з багатоядерними системами на кристалі, який ще називають чіпсетом або SoC, Що включають графічні процесори, нейронні движки для штучного інтелекту і спеціалізовані блоки обробки зображень. Іноді туди додаються співпроцесори для відстеження рухів та багато інших речей.

p align="justify"> Особливу увагу варто приділити протистоянню між різними архітектурами процесорів. З одного боку, ми бачимо домінування рішень на базі ARMякі використовуються практично всіма виробниками смартфонів. З іншого боку, з'являються альтернативні розробки, наприклад, як RISC-V, що обіцяють більшу гнучкість та незалежність від ліцензійних обмежень.

Не забувайте про наш Дзен, де дуже багато всього цікавого та пізнавального!

Хто з виробників смартфонів вироблятиме свої процесори

Виробники смартфонів сьогодні стоять перед складним вибором: розробляти власні процесори або використовувати готові рішення спеціалізованих компаній. Samsung, Apple, Google та HUAWEI пішли шляхом створення власних чіпівщо дає їм більший контроль над продуктивністю та оптимізацією своїх пристроїв.

Інші виробники вважають за краще використовувати готові рішення від Qualcomm або MediaTek, що дозволяє скоротити витрати на розробку та час виведення продукту на ринок. Сюди відносяться всі китайські виробники пристроїв, крім HUAWEI.

HUAWEI - одна з небагатьох компаній, які виробляють смартфони. Зображення: iXBT.com

Для чого потрібний процесор у телефоні

Сучасні процесори для смартфонів повинні вирішувати багато завдань одночасно. Це і обробка фото та відео в реальному часі, і робота зі штучним інтелектом, і забезпечення безпеки даних та підтримка новітніх стандартів зв'язку. При цьому всі ці завдання повинні виконуватися з мінімальним споживанням енергії, щоб забезпечити достатній час автономної роботи пристрою.

На окрему увагу заслуговує тема виробничих процесів. Перехід на більш тонкі технологічні норми (5 нм, 3 нм і навіть 2 нм у перспективі) вимагає колосальних інвестицій у виробничі потужності. Це створює ситуацію, коли лише кілька компаній у світі здатні виготовляти сучасні мобільні процесори, а заводи коштують мільярди доларів, що впливає на всю індустрію смартфонів.

Топові програми з Google Плей, які допоможуть класно провести 2025 рік.

Якими будуть процесори

Майбутнє мобільних процесорів лежить у сфері ще більшої інтеграції різних функцій. Очікується поява чіпів із вбудованими модемами 6G, Більш потужними блоками штучного інтелекту та можливістю динамічної зміни своєї архітектури в залежності від виконуваних завдань. Також ведуться розробки в галузі квантових обчислень та їх можливого застосування у мобільних пристроях.

Один тільки перехід від 5G до 6G буде великою складністю при створенні нових процесорів. Зображення: IT-World.ru

Важливим трендом стає екологічна складова виробництва процесорів. Виробники все більше уваги приділяють використанню відновлюваних джерел енергії у виробництві та пошуку способів зниження вуглецевого сліду при створенні чіпів. Це пов'язано як із загальносвітовим трендом на екологічність, так і з зростаючими вимогами регуляторів у різних країнах.

Насамкінець варто відзначити, що розвиток мобільних процесорів продовжує залишатися одним із ключових драйверів прогресу в індустрії смартфонів. Від успіхів у цій галузі залежить не лише поява нових функцій у наших телефонах, а й розвиток таких перспективних напрямків як доповнена реальність, штучний інтелект та інтернет речей. Ми ще повернемося до цієї теми з новими подробицями, тож підписуйтесь на наш Telegram-канал, щоб нічого не пропустити.

Як розробляються та виробляються процесори: виготовлення чіпа

Це третя стаття із серії про проектування ЦП. У першій статті ми розглянули архітектуру комп'ютера та пояснили його роботу на високому рівні. У другій статті йшлося про проектування та реалізацію деяких компонентів чіпа. У третій частині ми дізнаємося, як архітектурні проекти та електричні схеми стають фізичними чипами.

Як перетворити купу піску на сучасний процесор? Давайте розберемося.

Частина 1: Основи архітектури комп'ютерів (архітектури наборів команд, кешування, конвеєри, hyperthreading)
Частина 2: Процес проектування ЦП (електричні схеми, транзистори, логічні елементи, синхронізація)
Частина 3: Компонування та фізичне виробництво чіпа (VLSI та виготовлення кремнію)
Частина 4: Сучасні тенденції та важливі майбутні напрямки в архітектурі комп'ютерів (море прискорювачів, тривимірне інтегрування, FPGA, Near Memory Computing)

Як говорилося раніше, процесори та вся інша цифрова логіка складені з транзисторів. Транзистор – це перемикач з електричним керуванням, який може вмикатися та вимикатися подачею або вимкненням напруги на затворі. Ми сказали, що існує два види транзисторів: nMOS пристрої пропускають струм, коли затвор включений, а pMOS пристрої пропускають струм при вимкненому затворі. Базова структура процесора це транзистори, створені з кремнію. Кремній - це напівпровідниктому, що він займає проміжне положення - не проводить струм повністю, але і не є ізолятором.

Щоб перетворити кремнієву пластину на практичну електричну схему додаванням транзисторів, виробничі інженери використовують процес під назвою "легуванняЛегування - це процес додавання в базовий субстрат кремнію ретельно обраних домішок для зміни його провідності. Мета полягає в тому, щоб змінити поведінку електронів так, щоб ми могли ними управляти. Існує два види транзисторів, а значить, і два основні види легування.

Процес виготовлення пластини до розміщення чипів у корпусі.

Якщо ми додамо точно контрольовану кількість елементів-донорів електронів, наприклад миш'яку, сурми або фосфору, то можемо створити область n-типу.Оскільки область пластини, яку нанесені ці елементи, тепер має надлишок електронів, вона стає негативно зарядженою. Звідси взялася назва типу (n - negative) і буква "n" у nMOS. Додаючи на кремній такі елементи-акцептори електронів, як бор, індій чи галій, ми можемо створювати область p-типу, позитивно заряджену. Звідси взялася буква "p" у p-типі та pMOS (p - positive). Конкретні процеси додавання цих домішок до кремнію називаються іонною імплантацією і дифузією; їх ми у статті розглядати не будемо.

Тепер, коли ми можемо керувати електропровідністю окремих частин кремнієвої пластини, можна скомбінувати властивості кількох областей створення транзисторів. Транзистори, що використовуються в інтегральних схемах і називаються MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistors, МОП-структури, структури "метал-оксид-провідник"), мають чотири з'єднання. Контрольований струм тече між витоком (Source) і стоком (Drain). У n-канальному пристрої струм зазвичай входить у стік і виходить з витоку, а в p-канальному пристрої він зазвичай тече з витоку і виходить зі стоку. Затвор (Gate) – це перемикач, який використовується для увімкнення та вимкнення транзистора. Нарешті, пристрій має тіло транзистора (Body), яке не відноситься до процесора, тому ми не будемо його розглядати.

Фізична структура інвертора у кремнії. Області різних кольорів мають різні властивості провідності. Зауважте, як різні кремнієві компоненти відповідають схемі праворуч

Технічні подробиці роботи транзисторів та взаємодії окремих областей – це зміст цілого курсу коледжу, тому ми торкнемося лише основ. Хороша аналогія їхньої роботи — це розвідний міст над річкою.Автомобілі – електрони в транзисторі – хочуть перетекти з одного боку річки на іншу, це джерело та стік транзистора. Візьмемо для прикладу nMOS-пристрій: коли затвор не заряджений, розвідний міст піднятий і електрони не можуть текти каналом. Коли ми опускаємо міст, то утворюємо дорогу над річкою та автомобілі можуть вільно пересуватися. Те саме відбувається в транзисторі. Зарядка затвора утворює канал між витоком і стоком, що дозволяє струму текти.

Для точного контролю за розташуванням на кремнії різних областей p і n виробники, наприклад Intel і TSMC використовують процес під назвою фотолітографія. Це надзвичайно складний багатоетапний процес і компанії витрачають мільярди доларів на його вдосконалення для того, щоб створювати дрібніші, швидші та енергоефективніші транзистори. Уявіть надточний принтер, який можна використовувати для малювання на кремнії патернів для кожної області.

Процес виготовлення транзисторів на чіпі починається із чистої кремнієвої пластини (підкладки). Вона нагрівається у печі для створення на поверхні пластини тонкого шару діоксиду кремнію. Потім на діоксид кремнію наноситься світлочутливий фоторезистивний полімер. Висвітлюючи полімер світлом певних частот, ми можемо оголювати полімер у тих галузях, де хочемо виконувати легування. Це етап літографії, і він схожий на те, як принтери наносять чорнило на певні області сторінки, тільки в меншому масштабі.

Пластина протруюється плавиковою кислотою для розчинення діоксиду кремнію в місцях, де було видалено полімер. Потім фоторезист забирається, залишаючи тільки оксидний шар, що знаходиться під ним. Тепер на пластину можна нанести іони, що легують, які імплантуються тільки в місцях, де відсутній оксид.

Цей процес маскування, формування та легування повторюється десятки разів для повільної побудови кожного рівня елементів у напівпровіднику. Після завершення базового рівня кремнію поверх можна створити металеві з'єднання, що з'єднують різні транзистори. Трохи пізніше ми докладніше поговоримо про ці сполуки та шари металізації.

Зрозуміло, виробники чіпів не виконують створення транзисторів під одному. При проектуванні нового чіпа вони генерують маски кожного етапу процесу виготовлення. Ці маски містять розташування кожного елемента мільярдів транзисторів чіпа. Декілька чіпів групуються разом і виготовляються спільно на одному кристалі.

Після виготовлення пластини вона розрізається на окремі кристали, які містяться
у корпуси. Кожна пластина може містити сотні чи навіть більше чіпів. Зазвичай чим більш потужний виробляється чіп, тим більше кристал, і тим менше чіпів виробник може отримати з кожної пластини.

Можна подумати, що нам просто варто виробляти величезні суперпотужні чіпи із сотнями ядер, але це неможливо. В даний час найсерйознішим фактором, що заважає створювати більші чіпи, є дефекти в процесі виробництва. Сучасні чіпи містять мільярди транзисторів і якщо хоча б одна частина одного зламана транзистора, то може бути викинутий весь чіп. У разі збільшення розміру процесорів ймовірність несправності чіпа підвищується.

Продуктивність процесів виготовлення своїх чіпів компанії ретельно приховують, але її можна оцінити приблизно 70-90%. Компанії зазвичай виготовляють чіпи із запасом, тому що знають, що деякі частини не працюватимуть.Наприклад, Intel може спроектувати 8-ядерний чіп, але продавати його лише як 6-ядерний, тому що розраховує, що одне чи два ядра можуть бути зламані. Чіпи з надзвичайно низькою кількістю дефектів зазвичай відкладаються для продажу за вищою ціною. Цей процес називається binning.

Один із найсерйозніших маркетингових параметрів, пов'язаних із виготовленням чіпів – це розмір елементів. Наприклад, Intel освоює 10-нанометровий процес, AMD використовує для деяких GPU 7-нанометровий, а TSMC розпочала роботу над 5-нанометровим процесом. Але що означають усі ці числа? Традиційно розміром елемента називається мінімальна відстань між стоком та витоком транзистора. У процесі розвитку технологій ми навчилися зменшувати транзистори, щоб на одному чіпі їх було все більше. При зменшенні транзисторів вони також стають все швидше та швидше.

Дивлячись на ці числа, важливо пам'ятати, що деякі компанії можуть ґрунтувати розмір техпроцесу не на стандартній відстані, а на інших величинах. Це означає, що з різним розміром у різних компаній можуть насправді призводити до створення транзисторів однакового розміру. З іншого боку, в повному обсязі транзистори в окремому техпроцесі мають однаковий розмір. Проектувальники можуть вирішити задля компромісів зробити деякі транзистори більшими за інших. Дрібний транзистор буде швидшим, тому на зарядку і розрядку його затвора потрібно менше часу. Однак дрібні транзистори можуть керувати лише дуже малою кількістю виходів. Якщо якийсь шматок логіки керуватиме чимось, що вимагає багато потужності, наприклад, контактом виведення, то його доведеться зробити набагато більше. Такі транзистори виведення можуть бути на порядки величин більше, ніж транзистори внутрішньої логіки.

Знімок кристала сучасного процесора AMD Zen. Ця конструкція складається з кількох мільярдів транзисторів.

Однак проектування та виготовлення транзисторів – це лише половина чіпа. Нам потрібні провідники, щоб з'єднати все згідно зі схемою. Ці з'єднання створюються за допомогою шарів металізації поверх транзисторів. Уявіть багаторівневу дорожню розв'язку з в'їздами, виїздами і купою доріг, що перетинаються. Саме це і відбувається всередині чіпа, лише у значно меншому масштабі. У різних процесорів різна кількість металевих сполучних шарів над транзисторами. Транзистори зменшуються, і маршрутизації всіх сигналів потрібно дедалі більше шарів металізації. Повідомляється, що в майбутньому 5-нанометровому техпроцесі TMSC використовуватиметься 15 шарів. Уявіть вертикальну 15-рівневу автомобільну розв'язку — це дасть вам уявлення про те, наскільки складна маршрутизація всередині чіпа.

На показаному нижче зображенні з мікроскопа показані грати, утворені сімома шарами металізації. Кожен шар плоский і при підніманні вгору шари стають більшими, щоб сприяти зниженню опору. Між шарами є крихітні металеві циліндрики, які називаються перемичками, які використовуються для переходу на більш високий рівень. Зазвичай кожен шар змінює напрямок щодо шару під ним, щоб знизити небажані ємнісні опори. Непарні шари металізації можуть використовуватись для створення горизонтальних з'єднань, а парні – для вертикальних з'єднань.

Можна зрозуміти, що керування всіма цими сигналами та шарами металізації дуже швидко стає неймовірно складним. Щоб сприяти вирішенню цієї проблеми, застосовуються комп'ютерні програми, що автоматично розташовують і з'єднують транзистори.Залежно від складності конструкції програми навіть можуть транслювати функції високорівневого коду C вниз до фізичних розташування кожного провідника і транзистора. Зазвичай розробники чіпів дозволяють комп'ютерам генерувати основну частину конструкції автоматично, а потім вивчають і оптимізують вручну окремі критично важливі частини.

Коли компанії хочуть створити новий чіп, вони починають процес проектування зі стандартних осередків, які надає компанія-виробник чіпів. Наприклад, Intel або TSMC надають проектувальникам такі базові частини, як логічні елементи або осередки пам'яті. Проектувальники можуть комбінувати ці стандартні осередки у будь-який чіп, який хочуть зробити. Потім вони відправляють на фабрику - місце, де необроблений кремній перетворюється на робочі чіпи - електричні схеми транзисторів чіпа та шарів металізації. Ці схеми перетворюються на маски, які використовуються в описаному вище процесі виготовлення. Далі ми побачимо, як може виглядати процес проектування надзвичайно простого чіпа.

Першою ми бачимо схему інвертора, який є стандартним осередком. Заштрихований зелений прямокутник нагорі – це pMOS-транзистор, а прозорий зелений прямокутник внизу – nMOS-транзистор. Вертикальний червоний провідник це полікремнієвий затвор, сині області це металізація 1, а бузкові області металізація 2. Вхід A входить зліва, а вихід Y виходить праворуч. З'єднання живлення та заземлення виконані зверху та знизу на металізації 2.

Скомбінувавши кілька логічних елементів, ми отримали простий 1-бітовий арифметичний модуль.Ця конструкція може складати, віднімати та виконувати логічні операції з двома 1-бітними входами. 3. Трохи більші квадрати на кінцях провідників - це перемички, що з'єднують два шари.

Нарешті, об'єднавши разом безліч осередків та приблизно 2 000 транзисторів, ми отримали простий 4-бітний процесор з 8 байтами ОЗУ на чотирьох шарах металізації. Побачивши, наскільки він складний, можна лише уявляти, як важко проектувати 64-бітовий процесор з мегабайтами кешу, кількома ядрами та 20 з лишком етапами конвеєра. Враховуючи те, що сучасні високопродуктивні ЦП мають до 5-10 мільярдів транзисторів і дюжину шарів металізації, не буде перебільшенням сказати, що вони буквально в мільйони разів складніші за наш приклад.

Це дає нам зрозуміти, чому новий процесор є таким дорогим шматком технологій і чому AMD та Intel так довго випускають нові продукти. Щоб новий чіп пройшов шлях від креслярської дошки до ринку, зазвичай потрібно 3-5 років. Це означає, що найшвидші сучасні чіпи створені на технологіях, яким вже кілька років, і що ми ще багато років не побачимо чіпів із сучасним рівнем технологій виготовлення.

У четвертій та останній статті серії ми повернемося до фізичної сфери та розглянемо сучасні тенденції у галузі. Що розробляють дослідники, щоб зробити наступне покоління комп'ютерів ще швидше?

Від збиткового придатку Philips до найдорожчої техніки Європи. Як нідерландська ASML опинилася в епіцентрі війни за чіпи між США та Китаєм. Розповідь Bloomberg

Чіпи, або напівпровідники, стали чи не найважливішим товаром.Не дивно, що нідерландська компанія ASML, яка розробляє та виготовляє машини для їх виготовлення, стала найдорожчою технокомпанією в Європі. Як їй це вдалося, з якими перешкодами доводиться боротися і чи є майбутнє її цінних розробок, розібрався Bloomberg. Forbes переказує головне історія.

Форум «Вільна» повертається 20 лютого, щоб стати вашим джерелом ідей, знайомств та можливостей. Early bird квитки вже у продажу — спеціальна пропозиція діє до 19 січня включно. Долучайтесь до заходу за посиланням! 🎟

Індустрія напівпровідників оцінюється в $580 млрд. Це не дивно, що напівпровідники – компонент звичних для комфортного життя людей речей: від автомобілів, смартфонів і комп'ютерів до мікрохвильових печей і літаків. ASML Holding NV виготовляє унікальні високотехнологічні машини для виготовлення цих незамінних деталей у техніці.

З непомітного гравця, який намагався конкурувати з важкоатлетами типу Nikon, Canon та Ultratech, ASML за майже 40 років перетворилася на єдиного у світі виробника високотехнологічного літографічного обладнання для чіпів.

Зараз це найдорожча компанія в Європі з капіталізацією, що перевищує $247 млрд. Це більш ніж удвічі перевищує капіталізацію Intel.

Передові апарати ASML коштують $180 млн, тоді як вартість звичайної машини для виготовлення чипів у середньому $10 млн.

Незважаючи на надхмарну ціну та скорочення проблем із пропозицією на ринку напівпровідників, компанія продовжує зростати і має перспективне майбутнє.

Виробництво літографічної машини ASML, що виробляє мікросхеми Фото Getty Images

Мікросхеми та геополітика

У XXI столітті чіпи стали таким самим інструментом геополітичних ігор, яким була нафта у XX столітті, тому ASML опинилася у центрі протистояння США та Китаю.

Президенти США Дональд Трамп та Джо Байден зробили все, щоб залишити Китай на кілька поколінь у технологічному секторі. Жодна інша компанія не була в цьому питанні така важлива, як ASML.

У 2019-му під тиском адміністрації Трампа нідерландський уряд не видав ліцензію на експорт, яка б дозволяла ASML продавати свою передову ультрафіолетову літографічну машину (EUV-машина) SMIC головному китайському виробнику напівпровідників. Адміністрація Байдена натиснула на Нідерланди, щоб країна запровадила ще більш жорсткі обмеження.

У березні було ухвалено план заборони на експорт оновленої версії глибокої ультрафіолетової літографічної машини (DUV-машина), яку можна застосовувати для виготовлення потужних чіпів подвійного призначення.

Такі обмеження змусили Китай вкласти мільярди у власне виробництво чипів та пов'язаних технологій. Країна закупила значну кількість старого обладнання для виробництва мікросхем, ніж оживила сектор виробництва обладнання для напівпровідників.

2022-го Китай був третім найбільшим ринком для ASML після Тайваню та Південної Кореї, принісши компанії близько 15% загальної виручки.

Заборона експорту до Китаю може вплинути на зростання ASML у майбутньому, але виробник машин для чіпів ледве впорається з попитом інших клієнтів.

Виручка компанії ASML: попередня (чорна) та очікувана (синя). Фото BLOOMBERG FINANCE LP

Резервні замовлення ASML майже вдвічі перевищують річний виторг, а найбільший клієнт Taiwan Semiconductor Manufacturing Corp. (TSMC), не планує урізати капітальні витрати.Ще США та Європа оголосили про плани вкласти близько $100 млрд в індустрію напівпровідників.

Втім, гендиректор ASML Петер Веннінк все ще вважає блокаду Китаю помилкою, бо країна лише збільшить зусилля для розвитку власного обладнання для виготовлення чипів.

Проблеми з корпоративним шпигунством

Деякі громадяни та компанії Китаю вдалися до крадіжки технології ASML. У лютому нідерландська компанія, штат якої в Китаї налічує близько 1500 осіб, розповіла про колишнього співробітника, який прикрав якусь технічну інформацію.

А минулого року ASML звинуватила пекінську технофірму, яку китайські чиновники вважають однією з найперспективніших у потенційному викраденні комерційних таємниць. Під час суду у 2018 році ASML стверджувала, що компанії Dongfang Jingyuan Electron та закрита вже Xtal були створені у 2014-му з різницею на місяць її колишнім співробітником на ім'я Зончан Ю.

Його мета – викрасти технології ASML та передати їх Китаю. Згідно з заявами ASML та іншими китайськими документами, Ю тепер керує Dongfang у Китаї за підтримки китайського уряду.

Ця справа змусила ASML жорстко посилити захист своєї інтелектуальної власності. Число працівників відділу інформаційної безпеки зросло до 300 осіб, що на 20% більше у порівнянні з 2021 роком.

Компанія створила коло довіри, щоб навчати постачальників кібербезпечним ризикам, і слідкує за будь-якими зворотними розробками її машин.

В даний час глобальна екосистема постачальників ASML налічує 5000 компаній. Без настільки широкої мережі відтворити її машини буде дуже складно. Саме тому спроби вкрасти технології ASML – марна справа, зазначає фіндиректор компанії Роджер Дассен.

Ілюстрація проходження оптичних променів у машині EUV. Фото ASML

«Багато технологій ASML не зберігаються у паперовому вигляді, а знаходяться в головах людей, – пояснює він. – Потрібні не лише креслення, а й усі наші постачальники, за допомогою яких вони втілюються у життя. Знайти їм заміну – колосальне завдання. На це витрачаються не місяці, а десятки років».

Саме велика міжнародна система постачальників, які роблять свій внесок у виробництво машин ASML, суттєво ускладнить власні розробки напівпровідникових технологій для Китаю.

Невпевнений початок ASML

Штаб-квартира ASML знаходиться у невеликому місті Вельдговен. Ще кілька десятків років тому компанію списали як збитковий додаток конгломерату Philips, спинофом якої і є виробник напівпровідникового обладнання.

У 1980-х у ASML були суттєві проблеми з пошуком покупців. Завдяки виходу на біржу в 1995 році у компанії з'явилися додаткові кошти для досліджень, а прорив з DUV-машинами збільшив ринкову частку ASML майже на 50% на початку 2000-х. А створення EUV-машин вивело компанію на новий рівень.

Зробивши велику ставку на EUV-машини, у наступні 20 років компанія зосередилася на їх масштабному виробництві. ASML працювала з вченими трьох американських лабораторій та отримала капітальні інвестиції від Intel, TSMC та Samsung Electronics.

Компанія купила кілька важливих американських фірм, таких як Cymer та HMI, а також залучила до своєї екосистеми сотні постачальників по всьому світу. 2018 року ASML вже була готова до масового виробництва EUV-машин, а 2021 року їй належало понад 90% світового ринку літографічного обладнання, який оцінюють у $17,1 млрд.

EUV-машини використовують короткохвильове світло, щоб виробники чіпів могли додавати в ці маленькі компоненти дедалі більше транзисторів, отже, мікропроцесори можуть бути потужнішими.

Розмір зібраної гігантської EUV-машини приблизно дорівнює розміру шкільного автобуса, а щоб її доставити до замовника в розібраному вигляді, потрібно три-чотири літаки Boeing 747. Її вага - 180 т, складається вона з понад 100 000 компонентів, 3000 дротів, 40 000 гвинтів та понад 2 км шлангів.

Найбільші клієнти ASML. Фото BLOOMBERG FINANCE LP

Наступна розробка компанії буде розміром із квартиру-студію і має вийти на ринок у 2025 році. За понад $380 млн (вартість машини) вона зможе накладати найделікатніші схеми на кремнієву схему розміром із вірус.

Китаю буде дуже непросто відтворити такі складні технології.

Майбутнє машин ASML

Доступ до передових машин ASML визначає те, наскільки успішними будуть компанії в індустрії. Intel, що сповільнила покупку EUV-машин, торік втратила своє звання найбільшого у світі виробника чипів після 30 років на вершині.

Тайванська TSMC ввела цю технологію швидше, ставши найбільшим клієнтом ASML. Згідно з прогнозом аналітиків, саме тайванська компанія цього року може забрати давній титул Intel, обійшовши Samsung та американського виробника чіпів.

На кінець 2022 року ASML доставила 180 EUV-машин своїм клієнтам. Цього року компанія планує доставити 60, а також готується збільшити виробничу потужність, щоб збільшити виробництво DUV-машин до 600 до 2026 року. До 2030 року ASML хоче виготовляти 30 машин нового покоління, high-NA EUV.

Виробники напівпровідників з нетерпінням чекають на нову машину, тому що вона зможе швидше виробляти більш потужні чіпи. Враховуючи стрімкий розвиток технологічної галузі, зокрема штучного інтелекту, вона дуже потрібна.

Однак не всі вважають, що перехід на ці складніші у виробництві машини буде таким уже безпроблемним. Лондонський аналітик Тім Шульце-Меландер вбачає значні перешкоди.

«High-NA EUV складні у виробництві та дорогі, – пояснює він. – Незважаючи на хайп навколо компанії, лише три виробника чіпів – TSMC, Samsung та SK Hynix – виробляють на них мікросхеми».

За словами автора книги «Війна чіпів» Кріса Міллера, у довгостроковій перспективі існують високі ризики того, що нові літографічні машини будуть надто складними та дорогими у виробництві.