FotonMag

Špičkové čipy v současnosti patří mezi obchodně i strategicky nedůležitější produkty na Zemi. Drtivá většina z nich se vyrábí v té vůbec nejhodnotnější asijské technologické společnosti – tchajwanské TSMC. Ta k jejich výrobě používá velice složitou a nákladnou EUV litografii (Extreme UltraViolet), na kterou se pro změnu specializuje nejhodnotnější evropská technologická společnost – nizozemská ASML. V blízké budoucnosti by se však tato situace, která mimochodem vytváří značné geopolitické napětí, mohla razantně proměnit.

Srovnání stávající a nové zjednodušené EUV litografie

Japonští vědci z Okinawského institutu pro vědu a technologii (OIST) vyvinuli novou verzi EUV litografie, která obsahuje méně součástek a je energeticky efektivnější. Zatímco současné stroje od Holanďanů „vypalují“ čipy do křemíkových waferů pomocí složité soustavy šesti zrcadel, nová japonská verze používá trochu jiný optický systém jen se dvěma zrcadly (viz ilustrace). Díky menšímu počtu částí tak budou nové stroje levnější i méně náchylné k poruše. Také si vystačí s desetkrát slabším zdrojem tzv. extrémního ultrafialového záření (20 W oproti stávajícím 200 W), čímž se rovněž snižuje i náročnost na chlazení. Podle vyjádření Okinawského institutu se teď nově až 10 % EUV záření dopadne na samotný wafer, oproti stávajícímu 1 %.

Nové stroje tak ve výsledku budou až desetkrát energeticky efektivnější – ty současné od ASML mají gigantickou spotřebu přes 1 MW, přičemž Tchajwanci jich vlastní desítky a neustále zvyšují kapacity. Pořizovací náklady strojů mají být nejméně o polovinu nižší, údajně nepřesáhnou 100 milionů USD. A jestliže takto rapidně klesne cena strojů i jejich provozu (elektřina, údržba, delší životnost EUV zářičů), pak se to samozřejmě propíše i do ceny špičkových čipů, které nalezneme ve všem možném od smartphonů přes počítače až po balistické střely.

Principy fotolitografie a tiskové litografie (credit: Canon)

OIST již požádal o patent a chystá se na demonstrativní experimenty. V technologickém soupeření však tento institut není zcela sám. Proslulý japonský výrobce foťáků, tiskáren a optiky Canon již loni oznámil vývoj vlastní technologie na výrobu špičkových 5 nm čipů, která bude fungovat na principu nanotiskové litografie (nanoimprint litography).

Ve výsledku se tak může značně oslabit dominantní pozice ASML, což se pak zajisté nějak dotkne i takových technologických gigantů jako je TSMC, Samsung, Intel, AMD a Apple nebo také vývoje umělé inteligence. Pojmy jako „technologický přelom“ a „revoluce“ se sice v posledních letech značně nadužívají, v tomto případě se však zdají být oprávněné.

Zdroje: ledinside.com, oist.jp, datacenterdynamics.com, global.canon