Chip sempre più densi! ASML sviluppa “Hyper NA”, la nuova litografia che riduce del 30% la densità

ASML e Carl Zeiss hanno annunciato lo sviluppo di Hyper NA EUV, una nuova tecnologia litografica che ridurrà del 38% le dimensioni dei chip rispetto alle attuali attrezzature High NA EUV. La nuova tecnologia, non ancora confermata per la produzione in serie, utilizzerà una radiazione EUV con una lunghezza d'onda di 13,5 nm e promette una risoluzione di circa 5 nm.

Il successore della tecnologia più avanzata di ASML per la produzione di microchip potrebbe apparire tra circa dieci anni — al posto di High NA EUV arriverà Hyper NA EUV. Lo hanno scritto in un articolo gli ingegneri dell’azienda olandese, nonché i dipendenti dell’azienda Carl Zeiss che fornisce loro ottiche.

La nuova tecnologia Hyper NA permetterà di creare chip con elementi ancora più piccoli. Utilizzerà una parte significativa delle tecnologie esistenti delle aziende, impiegate nei più avanzati scanner litografici che utilizzano l’estremo ultravioleto (EUV), anche se alcune difficoltà dovranno ancora essere superate. ASML ha già iniziato a sviluppare questa attrezzatura, ma la decisione finale sulla produzione in serie non è ancora stata presa — tuttavia, essa ha un’importanza cruciale per le prospettive della stessa azienda, nonché dei suoi partner e concorrenti.

La tecnologia Hyper NA continuerà a utilizzare la radiazione EUV con una lunghezza d’onda di 13,5 nm, impiegata nelle attuali attrezzature, ma otterrà un sistema ottico con un’apertura numerica maggiore. La nuova tecnologia dovrebbe garantire una risoluzione di circa 5 nm — contro gli 8 nm delle attuali attrezzature EUV di classe High NA di ASML con apertura numerica 0,55. In altre parole, il nuovo sistema sarà in grado di formare elementi circa del 38% più piccoli.

Tuttavia, si parla della risoluzione dell’attrezzatura litografica, non del processo tecnologico a 5 nm: i nomi attuali dei processi tecnologici non corrispondono più direttamente alla dimensione fisica degli elementi. Ad esempio, TSMC chiama il suo processo tecnologico più avanzato N2, mentre Intel lo chiama 18A, cioè «18 angstrom». In senso letterale, si tratta di 2 e 1,8 nm rispettivamente, ma i transistor prodotti secondo questi standard non hanno gate della larghezza esatta di 2 o 1,8 nm. Queste denominazioni sono piuttosto nomi di generazioni del processo tecnologico e riflettono la loro posizione rispetto alle generazioni precedenti e il livello di densità, prestazioni e efficienza energetica raggiunto. Abbiamo scritto di più su questo qui.

Tra l’altro, tra i produttori di chip solo Intel ha iniziato a utilizzare attrezzature High NA, proprio per il processo tecnologico 18A. TSMC e Samsung producono i loro chip a 2 nm utilizzando la litografia EUV, ma in futuro passeranno anche a High NA — Samsung nel 2028, TSMC nel 2030.

Zeiss è già in grado di produrre specchi con la precisione necessaria per Hyper NA — nel frattempo, l’attrezzatura stessa sarà solo leggermente più grande delle sistemi High NA, che per dimensioni sono paragonabili a un autobus a due piani. Per creare sistemi che superino Hyper NA, probabilmente sarà necessario utilizzare una luce con una lunghezza d’onda ancora più corta, ma questa domanda è ancora in fase di ricerca scientifica.

L’attuale fonte di luce di ASML «può essere utilizzata inalterata» per Hyper NA; il metodo alternativo che utilizza laser a elettroni liberi non richiederà di modificare la struttura del sistema di illuminazione, hanno osservato gli ingegneri. Questi commenti sono rilevanti per i startup americani: xLight sta sviluppando fonti di radiazione basate su laser a elettroni liberi — Elon Musk (Elon Musk) ha accennato che potrebbe scommettere su di essi nella sua fabbrica Terafab in Texas; e Substrate si occupa di litografia a raggi X.

Carolina Vivianti

Carolina Vivianti è consulente/Advisor autonomo in sicurezza informatica con esperienza nel settore tech e security. Ha lavorato come Security Advisor per Ford EU/Ford Motor Company e Vodafone e ha studi presso la Sapienza Università di Roma.

Aree di competenza: Cybersecurity, IT Risk Management, Security Advisory, Threat Analysis, Data Protection, Cloud Security, Compliance & Governance