شرکت صنایع نیمه‌هایادی تایوان (TSMC) تصمیم گرفته است برای فرآیندهای پیشرفته ۱.۴ نانومتری و ۱ نانومتری، به جای سرمایه‌گذاری بر روی دستگاه‌های بسیار گران‌قیمت لیتوگرافی فرابنفش High-NA EUV، از پلیکل‌های فوتومسک (photomask pellicles) بهره ببرد. این انتخاب نشان‌دهنده یک تغییر راهبردی مهم در مواجهه با هزینه‌های فزاینده تجهیزات نسل جدید است.

چالش‌های گره‌های زیر ۲ نانومتر

بر اساس گزارش‌های صنعت نیمه‌هایادی، اگرچه فرآیند ۲ نانومتری همچنان می‌تواند با دستگاه‌های EUV فعلی با بازدهی بالا ادامه یابد، اما ورود به گره‌های زیر ۲ نانومتر مانند ۱.۴ نانومتر (A14) و ۱ نانومتر (A10) موانع جدی را پیش رو قرار می‌دهد. اگرچه خرید ماشین‌آلات پیشرفته High-NA EUV از شرکت ASML راه‌حل فنی این چالش‌هاست، اما TSMC مسیر جایگزین را ترجیح داده است.

🔗 بیشتر بخوانید: تور تونس: مقصدی تازه برای مسافران خاص!_سلوادور

مزیت اقتصادی پلیکل‌های فوتومسک

استفاده از پلیکل‌های فوتومسک هزینه بسیار کمتری نسبت به خرید هر دستگاه High-NA EUV با قیمت حدود ۴۰۰ میلیون دلاری دارد. با این حال، برای دستیابی به قابلیت اطمینان لازم در ساخت با این روش نوین، شرکت احتمالاً باید از رویکرد آزمون و خطا پیروی کند. تولید انبوه ویفرهای ۲ نانومتری قرار است تا پایان سال ۲۰۲۵ آغاز شده و پس از آن TSMC به سمت گره ۱.۴ نانومتری حرکت خواهد کرد.

برنامه‌ریزی و سرمایه‌گذاری برای گره ۱.۴ نانومتری

پیش‌بینی می‌شود فرآیند ۱.۴ نانومتری در سال ۲۰۲۸ آغاز به کار شود. TSMC پیش از این با سرمایه‌گذاری اولیه کلان ۱.۵ تریلیون دلار تایوان (معادل حدود ۴۹ میلیارد دلار آمریکا) زیرساخت‌های این گذار را فراهم آورده است. تحقیق و توسعه فرآیند ۱.۴ نانومتری در کارخانه هسینچو (Hsinchu) آغاز شده و ۳۰ دستگاه EUV استاندارد نیز برای این منظور خریداری گردیده است.

🔗 بیشتر بخوانید: TSMC برای فرآیندهای ۱ نانومتری، Pellicles را جانشین ماشین‌های High-NA EUV می‌کند_سلوادور

دلایل عدم خرید دستگاه‌های High-NA EUV

تصمیم TSMC برای عدم خرید دستگاه‌های High-NA EUV از ASML به احتمال زیاد ناشی از این باور است که قیمت دلاری این سخت‌افزار با ارزش واقعی آن هم‌سو نیست. اگرچه این تجهیزات گران‌قیمت می‌توانند قابلیت اطمینان ساخت ویفرهای ۱.۴ و ۱ نانومتری را با بازدهی بالاتر تضمین کنند، اما با محدودیت‌های جدی در عرضه روبرو هستند.

محدودیت ظرفیت تولید ASML

برآوردها حاکی است ASML سالانه تنها می‌تواند بین پنج تا شش دستگاه High-NA EUV تولید کند. از سوی دیگر، TSMC برای پاسخگویی به تقاضای رو به رشد مشتریان اصلی مانند اپل، به خرید ۳۰ دستگاه EUV استاندارد اقدام کرده است. بنابراین، صرف هزینه گزاف برای تعداد محدودی دستگاه نمی‌تواند اهداف بلندمدت این شرکت را محقق سازد.

ضرورت استفاده از پلیکل در فرآیندهای زیر ۲ نانومتر

فرآیندهای زیر ۲ نانومتر الزاماً باید از پلیکل بهره ببرند. پلیکل لایه‌ای محافظتی است که از آلوده شدن فوتومسک توسط گرد و غبار و ذرات معلق در طول فرآیند لیتوگرافی جلوگیری می‌کند. به کارگیری این روش با دستگاه‌های EUV استاندارد نیز چالش‌های خاص خود را دارد.

نیاز به نوردهی بیشتر و تأثیر بر بازدهی

برای ساخت ویفرهای ۱.۴ و ۱ نانومتری با دستگاه‌های استاندارد، نیاز به دوز نوردهی (exposure dose) بیشتری است. این بدان معناست که فوتومسک باید بارهای بیشتری نوردهی شود که می‌تواند بازدهی تولید را به خطر بیندازد. در این مراحل متعدد نوردهی، استفاده از پلیکل‌ها برای جلوگیری از ورود ذرات آلاینده به مرحله ساخت ویفر کاملاً الزامی و حیاتی خواهد بود.