หากไม่มีเครื่องนี้ ชิปล้ำสมัยจะไม่สามารถผลิต

พวกคุณหลายคนคงคุ้นเคยกับกฎของมัวร์ ซึ่งเป็นข้อสังเกตที่เกิดขึ้นในปี 2508 โดยกอร์ดอน มัวร์ อดีตซีอีโอของ Intel ที่สังเกตว่าจำนวนทรานซิสเตอร์ใน วงจรรวมหนาแน่น (IC) เพิ่มขึ้นสองเท่าทุกปี ในปีพ.ศ. 2518 มัวร์ได้แก้ไขกฎหมายเพื่อระบุว่าจำนวนทรานซิสเตอร์เพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าทุก ๆ สองปี ตอนนี้ โรงหล่อชั้นนำอย่าง TSMC และ Samsung สามารถสร้างชิปโดยใช้โหนดกระบวนการ 5nm ได้
ตอนนี้กำลังพิจารณาการใช้โหนดกระบวนการ 4nm สำหรับ A16 Bionic SoC แทน 3nm ตามที่คาดไว้ ด้วยเหตุนี้ iPhone 14 รุ่นปี 2022 อาจไม่ทรงพลังและประหยัดพลังงานอย่างที่คิดไว้ในตอนแรก Samsung หวังที่จะเริ่มการผลิตในปริมาณมาก ส่วนประกอบ 3nm ในปี 2023 ในขณะที่ใช้โหนดกระบวนการ 4nm สำหรับชิปเซ็ต Snapdragon 898 ในปีหน้า

EUV มีขนาดเท่ากับรถบัสและมีราคา 150 ล้านดอลลาร์ จำนวนทรานซิสเตอร์ที่จ่ายไฟสำหรับการตัดในปัจจุบัน-edge ชิปเซ็ตนั้นเหลือเชื่อมาก พิจารณาว่าชิป 5nm M1 ของ Apple นั้นติดตั้งทรานซิสเตอร์ 16 พันล้านตัว คุณจะออกแบบส่วนประกอบดังกล่าวได้อย่างไร? คำตอบคือโดยใช้เครื่องพิมพ์หินอัลตราไวโอเลตสุดขั้ว (EUV) ที่ผลิตโดย ASML บริษัทสัญชาติดัตช์ โรงหล่อสามารถแกะสลักวงจรขนาดเล็กให้เป็นแผ่นเวเฟอร์ที่กลายเป็นชิปพลังงานที่ใช้กับสมาร์ทโฟน แท็บเล็ต อุปกรณ์สวมใส่ และอุปกรณ์อื่นๆ ตาม

EUV แต่ละรายการมีราคาประมาณ 150 ล้านดอลลาร์ ซึ่งจำกัดจำนวนโรงหล่อที่สามารถซื้อเครื่องจักรให้อยู่ในสามอันดับแรก (TSMC, Samsung และ Intel). EUV ไม่ได้เป็นเพียงการลงทุนขนาดใหญ่เท่านั้น แต่ยังเป็นอุปกรณ์ขนาดใหญ่ที่มีขนาดประมาณรถบัสและมีชิ้นส่วน 100,000 ชิ้นและสายเคเบิล 2 กม. แสงที่เล็ดลอดออกมาจาก EUV จะสะท้อนกระจกขัดเงาหลายๆ อันเพื่อสลักคุณลักษณะที่มีขนาดเล็กเพียงไม่กี่อะตอมลงบนแผ่นเวเฟอร์

ชิปตัวแรกที่ผลิตโดยใช้เครื่อง EUV รุ่นถัดไปนั้นผลิตโดย Intel. ศาสตราจารย์ Jesús del Alamo จาก MIT เรียกเครื่องจักร EUV ใหม่ว่าเป็นเครื่องจักรที่เหลือเชื่อ เดล อลาโมกล่าวว่าการทำงานเกี่ยวกับสถาปัตยกรรมทรานซิสเตอร์แบบใหม่”เป็นผลิตภัณฑ์ที่ปฏิวัติวงการโดยสิ้นเชิง ซึ่งเป็นความก้าวหน้าครั้งสำคัญที่จะให้ชีวิตใหม่แก่อุตสาหกรรมเป็นเวลาหลายปี”

สหรัฐฯ ปิดกั้น SMIC โรงหล่อของจีนจาก การซื้อเครื่องจักร EUV

เป็นการชมเชยที่แสดงให้เห็นถึงความสำคัญของเครื่องจักร EUV ต่อการผลิตชิปที่ทันสมัย ​​สหรัฐฯ ได้พยายามปิดกั้นการเข้าถึงเครื่องจักรของจีน สหรัฐฯ กดดันชาวดัตช์ไม่ให้ออกใบอนุญาตการขนส่งใดๆ ที่จะอนุญาตให้ส่งเครื่องจักร EUV ไปยังโรงหล่อในจีนได้ และจนถึงตอนนี้ ASML กล่าวว่ายังไม่ได้ส่งหน่วยเดียวไปยังประเทศ

เซมิคอนดักเตอร์การผลิตระหว่างประเทศคอร์ป (SMIC) ซึ่งเป็นโรงหล่อที่ใหญ่ที่สุดของจีน มีรายงานว่าสั่ง EUV 150 ล้านดอลลาร์จาก ASML และฝ่ายบริหารของทรัมป์กดดัน เพื่อให้แน่ใจว่าเครื่องไม่เคยจัดส่ง เป็นผลให้ SMIC เป็นโหนดกระบวนการหลายตัวที่อยู่เบื้องหลัง TSMC และ Samsung ซึ่งป้องกันไม่ให้ Huawei หันไปหาบริษัทเพื่อจัดหาชิปที่ล้ำสมัยให้กับมัน

Will Hunt นักวิเคราะห์การวิจัยของมหาวิทยาลัยจอร์จทาวน์กล่าวว่า”คุณทำได้”ในการสร้างชิประดับแนวหน้าโดยไม่มีเครื่องจักรของ ASML ส่วนใหญ่ต้องใช้เวลาหลายปีและหลายปีในการซ่อมแซมสิ่งต่าง ๆ และการทดลอง และเป็นเรื่องยากมากที่จะเข้าถึงสิ่งนั้น”Huawei หันไปใช้ SMIC เพื่อสร้าง Kirin 710A SoC โดยใช้โหนดกระบวนการ 14nm เมื่อพูดถึงเครื่องจักรของ EUV Hunt ชี้ให้เห็นว่าแต่ละส่วนประกอบที่ใช้นั้น”ซับซ้อนอย่างน่าประหลาดใจและซับซ้อนเป็นพิเศษ”