ASML, Intel, Samsung e TSMC estão unindo forças para impulsionar a transição da indústria para fotomáscaras (retículas) de 6×12 polegadas. Essa mudança é crucial para a litografia EUV de Alta NA, pois o estêncil maior permitiria a impressão de chips grandes em uma única passagem, em vez de ter que unir designs menores, conforme explicado pela ASML esta semana.
Colaborações entre fabricantes de chips são raras, mas acontecem diante de desafios industriais. Exemplo foi a transição para EUV e a tentativa de wafers de 450mm.
A litografia EUV de Alta NA é um avanço significativo em relação às ferramentas EUV de Baixa NA atuais. Com abertura numérica de 0.55, os sistemas de Alta NA alcançam resolução de 8nm em exposição única, otimizando a fabricação de chips com:
O avanço, contudo, traz um ponto de atenção. O EUV de Alta NA usa óptica anamórfica 4X/8X, o que significa que uma máscara de 6×6 polegadas só pode expor um “meio campo” de 26×16.5 mm. Isso exige o “costurar” de duas exposições para designs maiores, ou a divisão em múltiplos chiplets.
A “costura” é uma solução temporária, mas apresenta desvantagens:
Para evitar a “costura”, a indústria explora fotomáscaras ortogonais de 6×12 polegadas. Elas restaurariam o campo de exposição completo de 26×33 mm, permitindo a impressão de matrizes grandes em uma única etapa.
A mudança para o formato 6×12 polegadas desafia um padrão industrial de três décadas (6×6 polegadas). Exige alteração completa na infraestrutura de fabricação, manuseio e litografia de máscaras, adaptando toda a cadeia produtiva:
Além de qualificar as novas máscaras e ferramentas, a indústria terá que gerenciar dois formatos (6×6 e 6×12 polegadas) em paralelo, elevando custos e complexidade. Isso demanda esforço coordenado e investimentos massivos de chipmakers, ASML e fornecedores.
A transição para retículas 6×12 levará anos e ocorrerá após o EUV de Alta NA atingir produção em massa com máscaras 6×6. Intel, Samsung (até 2028) e TSMC (a partir de 2030) iniciarão com 6×6. Intel já utiliza EUV de Alta NA para camadas Intel 18A.
Intel lidera o desenvolvimento de retículas 6×12, com três anos de trabalho. A iniciativa ASML-TSMC visa uma linha piloto de fotomáscaras 6×12 até 2031, com prontidão total do sistema de litografia para produção de nós avançados até 2033.
Máscaras 6×6 e 6×12 coexistirão. As 6×6 serão adequadas para a maioria dos processadores de cliente (campo de 26×16.5 mm). As 6×12 (campo de 26×33 mm) serão cruciais para designs maiores, como aceleradores de IA de ponta, CPUs de data center, GPUs de alto desempenho e FPGAs, eliminando a necessidade de “costura”.