Shrnutí článku
• ASML a High NA EUV
• TSMC a změna přístupu
• Samsung a rychlejší zavedení
• Intel je nejdále
• Rostoucí nároky AI
Nizozemská společnost ASML získala důležitou podporu pro svou nejpokročilejší litografickou technologii High NA EUV. Samsung Electronics ji totiž plánuje využít při velkosériové výrobě pamětí do roku 2028, zatímco Taiwan Semiconductor Manufacturing Company počítá s jejím nasazením při výrobě nejpokročilejších čipů od roku 2030. Obě společnosti se tak připojí k Intelu, který již zařízení High NA EUV používá a na zavádění nové technologie s ASML spolupracuje už delší dobu.
Pro polovodičový průmysl jde o významný posun, protože High NA EUV má výrobcům umožnit vytvářet jemnější struktury na čipech a postupně omezovat potřebu složitějších výrobních postupů. Jeden systém přitom může stát až 400 milionů dolarů, takže jeho nasazení musí výrobcům přinášet dostatečný přínos z hlediska produktivity a výrobních nákladů. Význam nové generace litografie roste také s rozvojem umělé inteligence, která zvyšuje poptávku po výkonnějších procesorech i paměťových čipech a současně klade stále vyšší požadavky na jejich výrobu.
TSMC mění svůj dosavadní přístup
Rozhodnutí TSMC je pro další rozšíření High NA EUV podstatné, protože tchajwanská společnost představuje největšího světového výrobce čipů na zakázku a zajišťuje produkci mimo jiné pro Nvidii, Apple, AMD nebo Qualcomm. Podle dostupných informací navíc TSMC vytváří přibližně 16 % tržeb ASML, a její rozhodnutí o používaných výrobních technologiích proto mají pro nizozemského dodavatele značnou váhu. Dosud však TSMC přistupovala k High NA EUV opatrně, protože podle jejího názoru vysoké pořizovací náklady zařízení nebyly dostatečně kompenzovány vyšší produktivitou.
Tento postoj se nyní však mění. TSMC totiž plánuje od roku 2030 začít využívat High NA EUV při velkosériové výrobě pokročilých čipů nejprve se současnými 6palcovými fotomaskami. S přechodem na další generace výrobních procesů přitom očekává, že bude postupně přibývat počet vrstev čipu, u kterých se nová technologie uplatní. Generální ředitel TSMC C. C. Wei v souvislosti se spoluprací zdůraznil význam společného řešení technologických problémů dříve, než se z nich stanou ekonomické překážky pro celý polovodičový průmysl.
Samsung chce High NA EUV využít při výrobě pamětí
Naproti tomu Samsung Electronics počítá s rychlejším zavedením technologie. High NA EUV chce totiž do roku 2028 nasadit při velkosériové výrobě pokročilých pamětí DRAM. Jihokorejská společnost patří mezi největší světové producenty paměťových čipů a vedle tohoto segmentu provozuje také zakázkovou výrobu logických čipů, takže zkušenosti s novou generací litografie může využít v několika oblastech výroby polovodičů. Samsung současně uvedl, že bude s dalšími partnery pracovat na vývoji potřebných fotomasek a infrastruktury, bez nichž nebude možné plně využít možnosti nové technologie.
Načasování tohoto kroku souvisí s rostoucími požadavky na paměťové čipy, jejichž spotřebu zvyšuje výstavba a rozšiřování datových center určených pro umělou inteligenci. Vysoká poptávka po pamětech v současnosti přispívá k jejich celosvětovému nedostatku a růstu cen napříč elektronikou. Pro výrobce proto není důležitá pouze schopnost vytvářet technologicky pokročilejší čipy, ale také možnost zvýšit produktivitu výrobních linek a zvládnout větší objemy produkce bez neúměrného růstu nákladů.
Dalším krokem budou větší fotomasky
Samotné zavádění High NA EUV ovšem představuje pouze jednu část změn, na kterých ASML se svými největšími zákazníky pracuje. TSMC, Samsung a Intel podporují také přechod od fotomasek používaných v polovodičovém průmyslu po několik desetiletí k většímu formátu, který má umožnit efektivnější využití nové generace litografických zařízení. Zatímco současným standardem jsou 6palcové fotomasky, připravovaná technologie počítá s 12palcovým formátem.
Fotomaska funguje jako přesná předloha obsahující vzor obvodu, který litografické zařízení pomocí světla přenáší na křemíkový wafer. Tento proces se během výroby jednotlivých vrstev polovodiče opakuje a jeho přesnost patří mezi základní předpoklady pro výrobu stále menších a složitějších struktur. Větší fotomasky mají u High NA EUV odstranit některá současná omezení, zvýšit produktivitu zařízení a snížit náklady na výrobu čipů, protože umožní efektivněji pracovat s rozsáhlejšími návrhy bez nutnosti rozdělovat je na menší části a následně je spojovat.
Přechod na větší formát byl dlouhodobě považován za technicky náročný a nákladný, protože změna se netýká pouze samotných litografických zařízení, ale také výroby masek a další navazující infrastruktury. Společný postup největších výrobců čipů a jejich dodavatelů však vytváří předpoklady pro vznik jednotného řešení, které by bylo možné postupně zavést v celém odvětví. Podle technologického ředitele ASML Marca Pieterse by použití větších fotomasek mohlo zvýšit propustnost systémů High NA až o 40 % a současně zjednodušit proces návrhu čipů.
TSMC a ASML chtějí pilotní linku do roku 2031
Vývoj 12palcových fotomasek bude probíhat postupně a TSMC společně s ASML plánují do roku 2031 vybudovat pilotní linku, na které bude možné nový formát ověřit před jeho nasazením do sériové výroby. Cílem je připravit celý systém tak, aby mohla být litografie High NA EUV využívající větší fotomasky připravena pro výrobu nejpokročilejších čipů v roce 2033. Do té doby má TSMC zavádět novou generaci litografických zařízení se současným formátem masek a větší variantu využít až v další fázi technologického vývoje.
Význam větších masek souvisí také s konstrukcí nejpokročilejších procesorů používaných v datových centrech. Současné rozměrové limity nutí výrobce u některých návrhů rozdělovat jednotlivé části a následně je spojovat, případně využívat vertikální skládání a složitější způsoby propojení. Takové postupy sice umožňují pokračovat ve zvyšování výkonu, současně však přidávají další výrobní kroky, zvyšují technologickou složitost a mohou prodražovat výsledný čip. Větší fotomaska má výrobcům poskytnout větší prostor pro práci s rozsáhlejšími návrhy a umožnit jim lépe využít vyšší rozlišení technologie High NA EUV.
Intel už novou generaci litografie používá
Z trojice největších zákazníků ASML je v praktickém využívání High NA EUV nejdále Intel, který první komerční systém této generace převzal již v roce 2024. V srpnu 2026 potom ASML oznámila, že Intel využívá High NA EUV při výrobě vybraných vrstev procesorů Core Ultra Series 3 vyráběných procesem Intel 18A, čímž technologie dosáhla dalšího kroku směrem k širšímu využití ve velkosériové výrobě. Intel se také více než tři roky zapojuje i do příprav na přechod k větším fotomaskám, takže ASML nyní získává podporu všech tří svých největších zákazníků pro další rozvoj nové litografické platformy.
Právě širší přijetí High NA EUV je pro ASML důležité, protože nizozemská společnost je jediným výrobcem zařízení využívajících extrémní ultrafialové záření potřebné pro produkci nejpokročilejších polovodičů. Nová platforma zvyšuje numerickou aperturu z hodnoty 0,33 na 0,55, díky čemuž dokáže vytvářet jemnější struktury a umožňuje výrobcům pokračovat ve zvyšování hustoty tranzistorů. ASML u systému TWINSCAN EXE:5200B uvádí rozlišení 8 nanometrů a možnost vytvářet při jedné expozici 1,7krát menší prvky než u předchozí generace EUV zařízení.
Rostoucí nároky AI mění výrobu čipů
Dohody s TSMC a Samsungem tak nejsou pouze otázkou prodeje další generace mimořádně drahých zařízení, ale zapadají do širší změny, kterou v polovodičovém průmyslu vyvolává rostoucí poptávka po výpočetním výkonu pro umělou inteligenci. Výrobci potřebují dostat na omezenou plochu stále více tranzistorů, zvyšovat výkon procesorů a pamětí a současně udržet výrobní proces ekonomicky zvládnutelný, což postupně zvyšuje význam technologií schopných vytvářet jemnější struktury s menším počtem výrobních kroků.
High NA EUV má být jedním z hlavních nástrojů, které tento další technologický posun umožní. Rozhodnutí TSMC a Samsungu ukazuje, že největší světoví výrobci začínají počítat s jejím využitím ve velkosériové produkci, zatímco společný vývoj 12palcových fotomasek má odstranit část omezení, která dnes brání plnému využití těchto zařízení. Pokud se podaří dodržet stanovený harmonogram, budou roky 2028 až 2033 obdobím, během něhož má High NA EUV postupně přejít z počátečního nasazení k širšímu využití při výrobě další generace logických i paměťových čipů.