Зовні це виглядає як звичайна корпоративна будівля, багато скла та сталі, але цей завод на півдні Нідерландів і машини, які там виготовляються, зовсім не звичайні. Продукція цього заводу є настільки передовою та має такий попит, що його власник – компанія ASML – стала найдорожчою технологічною фірмою Європи та однією з найбільш впливових фірм у світі процесорів.
ASML розробляє та виготовляє обладнання, яке є серцем усього процесу виготовлення будь-якого чипа. Оскільки в топових чипах прогрес досяг такої межі, що окремі їхні елементи мають розмір лише у десятки атомів, для виготовлення чипу потрібні дуже витончені інструменти.
Машини ASML, які призначені для виготовлення найдосконаліших комп’ютерних чипів, виявилася єдиною компанією у світі, яка має таку технологію. Ця фактична монополія означає машини ASML підпадають під найсуворіші стандарти корпоративної безпеки у світі.
Як виготовляються процесори
Будь-який чип, будь то процесор чи пам’ять, складається з певних базових елементів. Для процесора таким елементом є транзистор – фактично бутерброд із трьох шарів металу. Цей бутерброд здатний проводити струм за наявності керуючого сигналу. Приберіть керуючий сигнал і бутерброд не пропускає струм. Контролюючи пропускання струму можна записувати нолики і одиниці цифрового коду, запалювати пікселі на екрані тощо.
На початку комп’ютерної ери комп’ютери будувалися на окремих транзисторах – кожен можна було взяти в руку та замінити окремо. Але енергоспоживання таких обчислювачів було величезним, а швидкодія – дуже низькою.
Для зменшення електричних апетитів та збільшення швидкодії потрібно було зменшувати транзистори.
Оскільки транзистор – це бутерброд, його і продовжують виготовляти схожим чином. Береться основа і на неї наносяться шари матеріалів. Щоб прибрати матеріал в потрібному місці його змивають кислотою, а ті місця, які потрібно залишити – захищають від кислоти спеціальним матеріалом. Потім цикл повторюється і так шар за шаром нарощується чип.
Як ви помітили із абзацу вище, у певних місцях чипу матеріал потрібно змивати, у інших – захищати. Фіксація шаблону відповідних ділянок на чип відбувається за допомогою методу фотолітографії.
Фотолітографія – це просвічування світла крізь маску на спеціальний фоторезист, яким вкривається черговий шар чипу. Світло фіксує фоторезист і робить його стійким до кислоти, не дозволяючи їй змити ділянку на чипові. Так вдається захистити певні ділянки чергового шару на чипі від змивання.
Фотолітографія має обмеження на мінімальний розмір елемента. Мінімальний елемент, який можна створити фотолітографією становить половину від довжини хвилі випромінювання, яке проходить крізь маску.
На початку для фотолітографії використовувалося видиме світло, потім – ультрафіолет. Але сучасні чипи мають настільки мікроскопічні елементи, що доводиться використовувати екстремальне ультрафіолетове випромінювання. Його особливість в тому, що таке випромінювання складно отримати, а також воно поглинається майже усіма матеріалами. Тому, наприклад, лінзи вже не підходять для фокусування, бо вони поглинають це випромінювання.
Без машин ASML не буде топових чипів
Вирішальним аспектом найдосконаліших машин ASML є те, що вони можуть працювати, генеруючи надзвичайно ультрафіолетове світло з довжиною хвилі 13,5 нанометрів. Тобто, можна створювати транзистори розміром близько 5-6 нанометрів. Сучасні топові чипи виготовляються якраз за техпроцесом 5 нанометрів.
«Є моменти, коли нам доводиться надягати рукавички поверх рукавичок, щоб переконатися, що ми не залишимо відбитків пальців, щоб переконатися, що ми не приносимо зайвого пилу в машину, – каже технік ASML Брем Маттійссен. – Один відбиток пальця… може завдати значної шкоди машині».
Самі машини дуже масивні та складні. На збірку та доставку однієї машини з екстремальним ультрафіолетом (EUV) може знадобитися рік.
Минулого року компанія поставила лише 50 моделей найвищої специфікації та загалом 400 машин.
Ці продажі, плюс дохід від управління та модернізації існуючих машин, минулого року принесли компанії 21,2 мільярда євро.
Пакет майбутніх замовлень у компанії на вдвічі більшу суму. Зростання продажів означає збільшення робочої сили на третину за останні 12 місяців.
Вейн Лем, консультант технологічної дослідницької компанії CCS Insights, каже, що машини ASML розробляються й вдосконалюються роками, якщо не десятиліттями.
ASML працює над своїми машинами з найвищими специфікаціями з початку 2000-х років, залишаючи іншим компаніям у цій галузі досить багато роботи.
«Я впевнений, що в роботі є конкуренти… однак у найближчій перспективі немає справжнього конкурента ASML», — каже він.
Бути таким вирішальним гвинтиком світової електронної промисловості приносить особливі труднощі політичного характеру. Наразі ASML опинилася в полоні суперництва між США та Китаєм.
Китай давно хоче виробляти найдосконаліші комп’ютерні чипи, для чого йому потрібні машини ASML. Але з 2019 року США фактично забороняють ASML експорт цих машин до Китаю.
Йоріс Тір, стратегічний аналітик Гаазького центру стратегічних досліджень, каже, що США прагнуть завадити Китаю наздогнати технологію виготовлення мікросхем.
«США перенесли свої цілі з переваги на кілька поколінь над своїми суперниками до того, що ми повинні підтримувати якомога більшу перевагу, що також може означати, що ви повинні відкинути своїх суперників якомога далі», — говорить він. .
Є повідомлення про те, що між голландською та американською владою було досягнуто угоди щодо експорту ASML, але деталі не опубліковані.
Реагуючи на новини, у ASML кажуть, що будь-які обмеження потребуватимуть тривалої роботи, перш ніж законодавство буде впроваджено.
У довгостроковій перспективі виконавчий директор ASML Пітер Веннінк не вважає, що експортні обмеження сильно вплинуть на його бізнес.
«Якщо напівпровідники не можуть бути виготовлені в Китаї, вони будуть виготовлені в [Південній] Кореї, у США, Європі або на Тайвані. Тож зрештою ми відправимо ці машини, тому що світ потребує таких потужностей», — каже він.
За матеріалами: BBC
