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EUV é a máquina de litografia ultravioleta extrema feita por uma empresa no mundo todo, a holandesa ASML. O dispositivo grava padrões de circuitos em wafers de silício usando linhas extremamente finas para ajudar na colocação de componentes colocados dentro de um chip. Múltiplas camadas são necessárias para os processadores usados em smartphones.
A Samsung Foundry usará aproximadamente 26 camadas EUV para sua produção de 2 nm no próximo ano
A Samsung Foundry atualmente usa 20 camadas EUV com sua produção atual de 3 nm e um aumento de 30% resultaria em 26 camadas para seus chips de 2 nm. Mais camadas EUV devem resultar em mais transistores encontrados dentro de um chip, tornando o SoC capaz de lidar com tarefas mais complexas enquanto consome menos energia da bateria. Os chipsets de 2 nm da Samsung serão 17% menores do que os chipsets da geração atual, 18% mais poderosos e 15% mais eficientes.
A ASML espera enviar 60 dessas máquinas de litografia EUV de primeira geração este ano. | Crédito da imagem-ASML
Além de usar um número maior de camadas EUV, a Samsung Foundry de 2 nm usará a rede de fornecimento de energia traseira (BSPDN). Essa tecnologia é responsável pelo declínio de 17% no tamanho do chipset ao mover as linhas de fornecimento de energia para a parte traseira de um chip em vez da parte frontal. Isso reduz a queda de tensão porque as linhas podem ser maiores graças a ter mais espaço. Essa tecnologia, também usada pela Intel com seu recurso PowerVia, torna os chipsets mais poderosos e eficientes.
Olhando para 2027, quando a Samsung Foundry deve começar a produção usando seu nó de 1,4 nm, o número de camadas EUV deve aumentar para mais de 30. E mais uma vez a contagem de transistores aumentará e os processadores de aplicativos serão mais poderosos e energeticamente eficientes do que são hoje. O principal rival da Samsung Foundry é a líder da indústria TSMC e a fundição sediada em Taiwan usa até 25 camadas EUV para sua atual produção de 3 nm (N3x).
A Samsung Foundry começou a empregar litografia EUV em 2018, quando mudou de 10 nm para 7 nm. Antes da litografia EUV, a indústria usava litografia DUV (ou ultravioleta profunda). A Samsung Foundry também está usando EUV para produção de DRAM com sete camadas usadas na fabricação de seu chip Gen 6 10 nm DRAM. A SK Hynix, outra designer e fabricante de DRAM, usa cinco camadas EUV.
Apenas uma empresa fabrica e vende máquinas EUV
A ASML espera enviar ainda mais máquinas de litografia EUV este ano. Cada uma tem o tamanho de um ônibus escolar e custa até US$ 183 milhões para o modelo da geração anterior e até US$ 380 milhões para a máquina High-NA de segunda geração. A TSMC supostamente receberá 70 máquinas EUV de primeira geração da ASML em 2024 e 2025 devido à forte demanda por chips produzidos usando seus nós de 3 nm e 2 nm. Assim como a Samsung Foundry, a TSMC começará a produzir chips de 2 nm no ano que vem, com seu nó de 1,4 nm previsto para ser empregado em 2027-2028.
Enquanto as máquinas EUV da geração anterior têm uma abertura de .33, as máquinas High NA têm uma abertura de .55. Usando a máquina High-NA, um padrão de resolução mais alta é transferido para um wafer para que uma fundição não tenha que executar um wafer pela máquina EUV duas vezes para adicionar recursos adicionais. Isso economiza tempo e dinheiro. A Samsung Foundry supostamente comprou pelo menos uma máquina de litografia High-NA, mas a TSMC se recusa a comprar uma das máquinas EUV de nova geração por enquanto.
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