Trong thế giới công nghệ bán dẫn đầy khốc liệt, tập đoàn ASML Holding đến từ Hà Lan đang nắm giữ vị trí trung tâm của chuỗi cung ứng toàn cầu, là nơi sản xuất ra gần như toàn bộ những cỗ máy cần thiết để chế tạo các mạch tích hợp tiên tiến nhất. Các ông lớn trong ngành như Intel và nhiều nhà sản xuất chip khác đều phải dựa vào công nghệ của ASML để thúc đẩy các nút quy trình sản xuất tiến về phía trước. Mới đây, Intel đã chính thức xác nhận những kết quả mới nhất trong mối quan hệ hợp tác chiến lược với ASML, cụ thể là việc lắp đặt và kiểm thử thành công hệ thống máy quét TWINSCAN EXE:5200B. Đây được xem là quân bài chủ lực trong nỗ lực của gã khổng lồ nước Mỹ nhằm giành lại vị thế dẫn đầu về quy trình sản xuất chip và mảng kinh doanh đúc chip.
Cột mốc quan trọng trong quy trình sản xuất chip thế hệ mới
Intel vừa qua đã công bố những bước tiến đáng kể trong việc hợp tác với các kỹ sư đến từ tập đoàn châu Âu ASML. Hai bên đã cùng nhau làm việc không mệt mỏi để lắp đặt, kiểm tra và xác nhận hợp chuẩn cho máy quét TWINSCAN EXE:5200B đầu tiên của họ. Theo tuyên bố từ phía Intel, công cụ này sẽ đóng vai trò trung tâm trong nỗ lực to lớn của hãng nhằm tái chiếm ngôi vương trong lĩnh vực công nghệ, một vị trí mà họ đã từng nắm giữ trong nhiều thập kỷ trước khi vấp phải sự cạnh tranh gay gắt từ các đối thủ.
Cỗ máy khổng lồ và đắt đỏ này hiện đã đạt được cột mốc quan trọng là hoàn thành giai đoạn kiểm thử chấp nhận. Về mặt kỹ thuật, máy quét mới mang lại độ phân giải cao tương đương với thế hệ đầu tiên là EXE:5000, nhưng điểm vượt trội nằm ở năng suất vận hành. Cỗ máy này có khả năng tăng sản lượng tấm wafer lên mức 175 tấm mỗi giờ, một con số ấn tượng giúp tối ưu hóa chi phí và thời gian sản xuất. Quan trọng hơn, độ chính xác căn chỉnh đa lớp (overlay accuracy) của máy đã được cải thiện xuống mức 0,7 nanomet. Cột mốc này có ý nghĩa then chốt, báo hiệu rằng EXE:5200B đã sẵn sàng chuyển từ giai đoạn nghiên cứu và phát triển (R&D) sang sản xuất khối lượng lớn, sẵn sàng để khắc lên những bộ vi xử lý CPU mới và các dòng chip tiên tiến khác.
Đối với độc giả phổ thông, độ chính xác chồng lớp là một tham số cực kỳ quan trọng trong quy trình sản xuất chip dựa trên quang khắc. Hãy tưởng tượng việc xếp các khối lego siêu nhỏ chồng lên nhau, chỉ cần lệch một chút xíu là cả cấu trúc sẽ hỏng. Với độ chính xác được cải thiện này, Intel sẽ có khả năng sản xuất ra các con chip với những bóng bán dẫn nhỏ hơn nữa trong những năm tới. Công nghệ quang khắc cực tím (EUV) khẩu độ số cao (High NA) đang ở tư thế sẵn sàng để tạo ra cuộc cách mạng trong sản xuất chip, và thực tế Intel đã bắt đầu làm việc với các máy High NA EUV tại nhà máy R&D ở Oregon từ năm 2023.
Những cải tiến vượt bậc về hiệu suất và độ chính xác
Phiên bản EXE:5200B không chỉ đơn thuần là một bản nâng cấp nhỏ, nó giới thiệu hàng loạt cải tiến nhằm mục đích nâng cao thông lượng xử lý wafer và hiệu quả sản xuất tổng thể. Nguồn sáng EUV công suất cao hơn cho phép phơi sáng wafer nhanh hơn ở các liều lượng thực tế. Bên cạnh đó, kiến trúc kho chứa wafer đã được thiết kế lại hoàn toàn nhằm cải thiện khâu hậu cần (logistics) và độ ổn định nhiệt. Điều này giúp tăng cường đáng kể hiệu suất trong các quy trình sản xuất đa luồng phức tạp, đảm bảo máy móc hoạt động trơn tru và ít lỗi nhất có thể.
Vượt ra ngoài yếu tố hiệu quả, độ chính xác của máy quét này định vị Intel ở một vị thế thuận lợi để đẩy lùi các giới hạn về mật độ bóng bán dẫn trong các dòng chip tương lai. Với độ chính xác chồng lớp chỉ 0,7nm, cỗ máy EXE:5200B sẽ giúp công ty sản xuất các bộ vi xử lý CPU kiến trúc x86 thế hệ tiếp theo và các loại chip tiên tiến khác với các bóng bán dẫn nhỏ hơn, được đóng gói với mật độ dày đặc hơn. Điều này đồng nghĩa với việc các thiết bị điện tử trong tương lai của chúng ta sẽ mạnh mẽ hơn nhưng lại tiết kiệm điện năng hơn.
Bối cảnh thị trường và tầm nhìn tương lai của Intel
Tuy nhiên, cần phải lưu ý rằng cỗ máy quét tối tân này không phải là độc quyền dành riêng cho Intel. SK Hynix, một nhà sản xuất chip lớn khác có năng lực đúc chip, cũng đã tiến hành lắp đặt thiết bị này tại nhà máy của họ ở Hàn Quốc cách đây vài tuần. SK Hynix là công ty chuyên về DRAM và các sản phẩm bộ nhớ khác. Đây là lĩnh vực mà các nhà phân tích dự báo sẽ là nạn nhân tiếp theo của bong bóng tài chính AI không bền vững, nhưng việc đầu tư vào máy móc hiện đại cho thấy họ vẫn đang chuẩn bị kỹ lưỡng cho tương lai.
Trong khi tập trung vào việc mua sắm và xác nhận các năng lực sản xuất mới, Intel cũng không quên nhiệm vụ phát triển các thiết kế silicon của riêng mình. Công ty đang đặt mục tiêu vượt qua kiến trúc RibbonFET gate-all-around hiện tại để tiến tới mô hình 2DFET mới. Kiến trúc này được kỳ vọng sẽ cho phép áp dụng quy trình khắc kiểu damascene trong các công nghệ sản xuất tương lai. Sự kết hợp giữa cỗ máy in thạch bản tốt nhất thế giới từ ASML và những thiết kế chip đột phá hứa hẹn sẽ tạo nên một cuộc đua công nghệ đầy thú vị trong thời gian tới.
