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自1965年戈登·摩尔的预言提议于今云开体育,60年来摩尔定律成为集成电路行业越过的圭臬,捏续推动集成电路行业改动,让天下迎来深化变革。
如今,跟着生成式AI技能爆发,正加快行业从“芯片无处不在”迈向“AI芯片无处不在”,行家半导体行业随之迎来新的发展海潮,捏续开释改日后劲。据预测,到2030年行家半导体销售额将毒害1万亿好意思元。其中数据中心与边际AI需求增长尤为权贵,将占据约40%的市集份额,高性能贪图边界的增量空间成为行业增长的紧迫引擎。
但机遇背后,挑战也随之而来。
刻下AI算力需求增速已远超摩尔定律的发展节拍:AI大模子参数呈指数级增长,仅靠芯片晶体管数目/贪图智商每2年翻倍的速率,已无法满足AI大模子锻练的算力需求;与此同期,芯片能效普及速率已放缓至每两年仅普及约40%。若连续刻下趋势,到2035年锻练一个前沿AI模子所需的电力或将顿然行家总发电量。
算力与功耗的供需缺口,成为AI时期下半导体行业亟待毒害的要道课题。
交接AI时期挑战,ASML赋能改动毒害
靠近日益严峻的算力与能效挑战,AI的捏续发展亟需在模子散伙、芯片技能以及缔造与工艺等多维度兑现协同改动,推动行业在四梗概道边界谋求毒害:
高效的AI模子:以更少贪图资源锻练更多参数的模子;面向AI的高效芯片联想与架构:笔据特定的AI需求,推动集成电路系统中的能效普及;高效芯片技能:芯片晶体管微缩和能源优化更高效的集成电路分娩缔造和工艺在这一改动体系中,光刻技能当作芯片制造的中枢方法,其越过对训斥单元算力本钱与能耗至关紧迫。
当作半导体制造的中枢缔造供应商,ASML凭借其全景光刻搞定决议系统性地优化光刻工艺中的各项中枢方针——包括良率、辨别率、精度与产能,发愤于训斥缔造在系数这个词生命周期内的使用本钱与环境踪迹。
举座而言,ASML的全景光刻技能正成为推动芯片技能与工艺改进的中枢力量。当作芯片制造毒害的要道方法,以全历程的散伙普及与性能保险,为AI时期的半导体改动提供坚实底座。
在本届进博会期间,ASML以“积纳米之微,成大千天下”为主题,要点展示了其面向主流芯片市集的全景光刻搞定决议,会通光刻机、贪图光刻和电子束量测与检测技能。通过数字化、交互式面容呈现这些技能若何协同推动AI时期下摩尔定律的捏续演进。
ASML中国区总裁沈波指出,通过2D微缩捏续减轻晶体管尺寸、普及晶体管密度与能效,以及借助3D集成进行堆叠和封装,毒害平面极限,是芯片行业在技能边界寻求改动毒害的两大中枢路线。ASML依托集光刻机、贪图光刻和光学、电子束量测与检测技能于一体的全景光刻搞定决议,发愤于普及性能与能效,以更粗劣耗和本钱兑现更高良率。
推动2D微缩,EUV加快先进制程落地
其中,为交接AI对芯片算力和能效的极致条件,行家半导体制造商正捏续推动芯片尺寸微缩,以在单元面积内集成更多晶体管。从IMEC公布的技能路线图来看,先进制程正朝着更小的金属间距与节点尺寸稳步演进。
能看到,改日15年,芯片制程将从3nm、2nm向A14、A10以及更先进的埃米节点演进,芯片架构也将沿着FinFET、NanoSheet、CFET到2DFET的成见捏续迭代,以及金属间距、互联架构和供电方式等改动技能随之快速发展。
在这一程度中,极紫外(EUV)光刻系统当作兑现芯片微缩的要道器用,已成为大齐逻辑与存储芯片的光刻技能圭臬。
同期,ASML还在通过捏续的光学改动与光刻系统升级,推动EUV技能从0.33 NA向0.55 NA高数值孔径乃至改日0.75 NA不停演进,逐渐拓宽技能欺诈窗口。High-NA EUV不仅能权贵普及成像辨别率和对比度,更能将原先需要多重曝光的复杂档次转为单次曝光完成,从而大幅简化工艺历程。
ASML通过EUV的可扩张性与技能迭代,不仅能匡助客户兑现从“多曝光”到“单曝光”的散伙跨越,更在辨别率、分娩率、本钱遗弃上变成协同上风,最终为客户带来良率普及、周期裁汰、详尽本钱着落等多重价值。
换言之,EUV技能正为行业构建起一条兼顾性能、散伙与可捏续性的明晰旅途,捏续支捏半导体行业向更末节点、更高性能迈进,助力ASML在AI时期保捏早先竞争力。
DUV,光刻边界的“架海金梁”
干系词,值得抑制的是,尽管EUV在芯片制造中备受怜惜,但在系数这个词光刻体系中,肃穆的深紫外(DUV)光刻才是真是的主力。刻下业界绝大大齐的光刻任务,也曾由i-line、KrF、ArF、ArFi等DUV光刻技能完成。
ASML在DUV边界的技能蕴蓄相通深厚,其DUV缔造通过捏续改动,在分娩力、套刻精度与工艺得当性上变成权贵上风,成为支捏光刻散伙与质地的中枢力量。以本届进博会上展示的TWINSCAN NXT:870B光刻系统为例,在升级的光学器件和最新一代磁悬浮平台的支捏下,NXT:870B可将晶圆糊涂量普及至≥400 wph的新高度,并通过多方面技能优化兑现性能毒害,为键合后的套刻和阶梯式工艺提供浩大的改造智商。
此外,ASML的DUV缔造在踏实性与弥远可用性上也展现出硬实力。举例,在DUV平台中改动性引入钻石涂层,粗略有用减少缔造磨损并蔓延使用寿命,大幅训斥缔造停机校准时辰与惊奇本钱,权贵普及产线可用性。
在精度遗弃与工艺得当性上,ASML DUV缔造的改造智商也尤为杰出。针对晶圆键合前后的形变痛苦,通过大限度计量技能捕捉晶圆形变特征,再借助光刻机曝光抵偿兑现局部图案转念,粗略将键合后套刻误差从50nm量级见效降至5nm以下,部分场景下甚而能降至2.5nm以内,完好适配晶圆-晶圆(W-W)、晶圆-芯片(D-W)羼杂键合的工艺需求,为芯片集成旅途提供紧迫支捏。
能看到,ASML通过捏续改动,确保其DUV光刻缔造在分娩力与工艺遗弃智商上保捏早先。从肃穆工艺到封装键合,ASML的DUV光刻缔造以“高效、精确、可靠”的中枢上风,为AI时期半导体芯片的限度化、高质地分娩提供坚实支捏。
先进封装崛起:ASML携XT:260光刻机满足客户需求
另一边,在AI芯片强壮需求的推动下,以台积电CoWoS为代表的先进封装技能正赶紧崛起,成为连续算力增长的要路线径。
在这一技能演进过程中,跟着芯片集成度的不停普及,CoWoS中介层尺寸捏续扩大,从早期1倍掩模版逐渐升级至3.3倍、5.5倍,改日更将迈向9.5倍掩模版规格。对此,如安在更大尺寸的掩模版上兑现高精度、高散伙的图形化制备,成为支捏CoWoS等先进封装路线落地的中枢问题。
靠近行业新挑战,ASML在最新第三季度财报上暴露的TWINSCAN XT:260光刻系统精真是入需求痛点,为先进封装边界提供支捏。
据先容,XT:260 i-line光刻机是ASML首款可行状于先进封装边界的光刻机,基于其私有的双职责台技能,通过光学系统的改动,XT:260具有大视场曝光,相较于现存机型可普及4倍分娩散伙,粗略有用普及先进封装的散伙、性能和良率,并训斥单片晶圆本钱。除先进封装外,TWINSCAN XT:260还可支捏主流市集的其他鄙俗欺诈,该系统已于本年三季度兑现了贸易发货。
从技能价值来看,XT:260连续了ASML DUV技能高效适配场景需求的中枢上风。与EUV技能、其他DUV缔造变成协同,共同构建起ASML秘密“芯片制造-封装集成”全历程的光刻搞定决议,为AI时期半导体产业链的改动提供更全面的技能支捏。
ASML全景光刻“铁三角”,构建良率保险闭环
上文提到,在泉源半导体行业向2D微缩与3D集成迈进的过程中,ASML的价值远不啻于提供EUV与DUV光刻机台,其中枢的竞争力更在于构建了秘密“光刻机台、贪图光刻、电子束量测与检测”三大支持的全景光刻(Holistic Lithography)技能体系。
这一“铁三角”协同的搞定决议,正助力行家范围内芯片制造客户在更小尺寸、更高性能、更智能化的芯片制造中毒害瓶颈,兑现更高的良率、产能与经济效益。这一全链条协同念念路成为ASML交接AI时期挑战的紧迫决议。
其中,当作“铁三角”的中枢技能支捏之一,ASML的贪图光刻技能通过先进的仿真与优化技巧,粗略预测、改造、优化和考证光刻技能的成像性能,兑现更精确的图变成像和更好的芯片分娩良率。
和贪图光刻一样,量测与检测亦然ASML为保证芯片良率而作念的进入之一,即通过光学或电子束技巧对曝光后的晶圆进行成像查验和响应,实时纠错/转念光刻工艺实时普及精度与良率,匡助模子进一步优化,为后续的制程斥地作念好准备。
跟着芯片结构日趋立体与复杂,传统光学检测已难以捕捉10nm以下的细微物理颓势,ASML的电子束量检测技能成为有用搞定决议,走漏着不成替代的作用。
同期,针对3D架构芯片中日益复杂的埋藏颓势与电学颓势,电子束电压对比度(VC)检测技能从NAND边界逐渐拓展至DRAM与逻辑芯片,通过电压信号各异识别埋层结构绝顶,满足3D集成对全维度颓势监控的需求。
在电子束量测与检测缔造方面,ASML也在捏续不停鼓动改动。eScan 1100当作ASML首款兑当今线颓势检测(涵盖物理颓势和电性颓势)的25束电子束检测系统,其晶圆量测糊涂量普及至传统单束系统的10倍以上。
该缔造在逻辑与DRAM层上的面积糊涂量上风权贵,可兑现单元时辰内扫描更多区域,这意味着能捕捉更多颓势特征,为客户在从研发到量产爬坡中提供实时监控和响应,加快良率的普及。
据悉,eScan 1100主要用于电压对比度检测。改日,ASML探讨将电子束数目扩张至2700束,进一步开释量测方法的散伙和良率后劲,为改日更严苛的制程节点作念好准备。
详尽来看,这些技能共同组成了ASML赋能芯片制造与集成的中枢智商。光刻系统捏续推动2D微缩,同期赋能先进封装与3D集成;贪图光坑诰害光学物理极限,智能优化成像;电子束、光学量测与检测是保险芯片质地的要道技能。
与此同期,ASML的全景光刻搞定决议还为3D集成的中枢键合工艺提供坚实支捏,匡助减少晶圆形变所导致的瞄准误差、保险芯片精确堆叠,并兑现更短、更快的互联,以满足客户在新兴欺诈边界日益增长的需求。
AI时期,ASML助力摩尔定律繁华新活力
靠近AI时期算力需求指数级增长、功耗挑战加重、3D集成加快鼓动的行业变局,ASML以全链条协同为中枢政策布局,依托全景光刻“铁三角”体系,既在2D缩放边界捏续毒害物理极限,破解先进节点尺寸减轻痛苦,又为3D集成提供简直赖、可扩张的举座搞定决议,化解键合形变、套刻误差等核肉痛点。
权衡改日云开体育,在AI芯片向更高集成、更复杂架构演进的程度中,ASML早已特殊单纯的技能提供者身份,成为与行家产业共同探索改日的和洽伙伴。其全景光刻,在支捏着行家半导体行业向万亿好意思元限度迈进的同期,更让摩尔定律在AI时期捏续演进,捏续为芯片改动注入能源,成为连结技能极限与AI欺诈落地的要道桥梁。
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