Intel tung video 'mở hộp' siêu máy sản xuất chip độc nhất thế giới: Trị giá 380 triệu USD, nặng ngang 2 chiếc máy bay, cần 250 kỹ sư và 6 tháng mới lắp ráp xong

Vào cuối năm ngoái, ASML đã bắt đầu bàn giao hệ thống quang khắc siêu cực tím sử dụng công nghệ khẩu độ số lớn (High-NA EUV) đầu tiên cho Intel. Tuy nhiên, mãi tới gần đây. gã khổng lồ trong ngành chế tạo CPU mới công bố một video về quá trình lắp đặt thiết bị này tại nhà máy của hãng gần Hillsboro, Oregon (Mỹ). Theo đó hệ thống quang khắc siêu cực tím này chủ yếu được Intel sử dụng cho mục đích nghiên cứu và phát triển.

Có tên gọi là Twinscan EXE:5000 High-NA EUV, cỗ máy này của ASML thực sự là một thiết bị khổng lồ. Tổng cộng, Intel cần tới 250 thùng chứa để vận chuyển cỗ máy, vốn nặng khoảng 165 tấn - tương đương 2 chiếc Airbus A320 cộng lại

Đầu tiên, một máy bay chở hàng đã vận chuyển container từ Hà Lan đến Portland, Oregon (Mỹ). Sau đó, các linh kiện và bộ phận chính của máy sẽ tiếp tục được vận chuyển tới nhà máy bởi xe tải. Như bạn có thể thấy trong video dưới đây, thiết bị đã được lắp đặt tại nhà máy, nhưng sẽ mất khoảng 6 tháng cho 250 kỹ sư của ASML và Intel để lắp đặt hoàn toàn thiết bị.

Nhưng ngay cả khi máy Twinscan EXE:5000 High-NA EUV được lắp ráp hoàn chỉnh, các kỹ sư của ASML và Intel vẫn cần phải hiệu chỉnh nó. Quá trình này có thể mất vài tuần, nếu không muốn nói là vài tháng. Ban đầu, hai công ty sẽ phải "kích hoạt" thiết bị, tức là khi các photon tác động vào lớp chống thấm trên wafer, điều mà các kỹ sư của ASML gần đây đã đạt được với hệ thống hệ thống quang khắc siêu cực tím của hãng tại Veldhoven, Hà Lan.

Độc quyền sản xuất siêu máy sản xuất chip

Về cơ bản, quang khắc là quá trình in sơ đồ mạch lên bề mặt cảm quang của tấm silicon bằng cách chiếu tia sáng về phía tấm nền silicon (wafer) qua một đĩa thủy tinh được vẽ sẵn sơ đồ mạch. Mạch càng nhỏ càng cần những đèn chiếu tia sáng có bước sóng ngắn hơn, trong đó tia siêu cực tím EUV là bước phát triển hiện đại nhất hiện nay.

Khẩu độ cao hơn sẽ mở rộng chùm tia EUV bên trong máy trước khi nó tiếp xúc với đế silicon. Chùm tia càng rộng, cường độ càng mạnh, tăng độ chính xác của mạch in và mật độ linh kiện trên đế silicon. 

Được thiết kế nhằm giúp các công ty bán dẫn chế tạo chip với độ phức tạp chưa từng thấy, hệ thống quang khắc siêu cực tím Twinscan EXE High-NA EUV của ASML có khả năng in những đường mạch chỉ dày 8 nm, cải thiện đáng kể hiệu suất so với các hệ thống quang khắc hiện đang được sử dụng, vốn bị giới hạn ở độ dày 13nm với một lần phơi sáng. 

Sự tiến bộ này cho phép xây dựng các bóng bán dẫn nhỏ hơn khoảng 1,7 lần so với hiện tại, dẫn đến mật độ bóng bán dẫn cao hơn gần gấp ba lần. Việc đạt được kích thước tới hạn 8nm là rất quan trọng để sản xuất chip ở tiến trình nhỏ hơn 3nm, mục tiêu mà ngành công nghiệp bán dẫn hy vọng đạt được vào khoảng năm 2025 và 2026.

Intel sẽ chủ yếu sử dụng hệ thống quang khắc siêu cực tím Twinscan EXE:5000 của mình để học cách sử dụng công nghệ High-NA EUV. Công ty dự định thử nghiệm việc sử dụng công nghệ quang khắc này với tiến trình Intel 18A (mặc dù không dành cho sản xuất số lượng lớn) và cuối cùng sẽ áp dụng nó cho sản xuất chip số lượng lớn với tiến trình sản xuất Intel 14A.

ASML trước đó đã thông báo rằng hệ thống quang khắc siêu cực tím thế hệ tiếp theo của hãng sẽ có giá bán cao hơn gấp đôi so với thiết bị quang khắc khẩu độ số thấp hiện tại -  tức rơi vào khoảng 380 triệu USD (350 triệu EUR). Tuy nhiên, giá chính xác sẽ phụ thuộc vào cấu hình thực tế của thiết bị. Chẳng hạn, giám đốc điều hành Intel, Pat Gelsinger gần đây cho biết máy có giá "khoảng 400 triệu".

Để so sánh, các hệ thống Twinscan NXE EUV NA khẩu độ số thấp hiện có có giá khoảng 183 triệu USD (170 triệu EUR), với sự khác biệt dựa trên các mẫu và cấu hình cụ thể. Intel có thể là công ty đầu tiên nhận được công cụ sản xuất chip tiên tiến này, nhưng ASML đã tiết lộ rằng đã nhận được "từ 10 đến 20" đơn đặt hàng cho các máy High-NA EUV của họ từ các công ty như Intel, Samsung, SK Hynix, và TSMC.