TSMC prépare les photomasques de 12 pouces pour le High-NA EUV de demain

À l’instar de Samsung, TSMC ne s’est pas rué sur le High-NA EUV. Le fondeur taïwanais maximise ses procédés actuels en Low-NA et ne prévoit d’introduire la lithographie High-NA EUV dans sa production en volume qu’à partir de 2030. Mais forcément, en coulisses, l’entreprise œuvre à cette transition. Elle vient d’esquisser les contours de ses projets dans un communiqué conjoint avec ASML. Il porte sur « une initiative commune visant à accompagner la transition de l’industrie des semi-conducteurs vers des photomasques EUV de plus grand format ».

TSMC, mais aussi Samsung et Intel

TSMC a depuis longtemps confirmé son intention d’utiliser les machines High-NA EUV d’ASML pour la production en volume à partir de 2030. Celles-ci exploitent une ouverture numérique de 0,55, contre 0,33 pour les systèmes EUV actuels. Leur résolution atteint environ 8 nm pour une exposition unique, contre 13 nm avec les machines Low-NA. De quoi imprimer des motifs plus fins et complexes.

Le fondeur n’a pas précisé explicitement quel procédé serait le premier à bénéficier de cette technologie. Sa dernière feuille de route donne néanmoins quelques indices. Les procédés A12 et A13, prévus pour 2029, devraient donc logiquement reposer sur l’EUV classique. Les A10 ou A11 apparaissent ainsi comme les candidats les plus probables pour inaugurer le High-NA EUV chez TSMC.

L’enjeu dépasse toutefois la seule finesse de gravure. Les nouvelles machines imposent aussi de revoir une partie de l’infrastructure utilisée pour fabriquer les puces. TSMC commencera ainsi avec les photomasques EUV actuels de 6 × 6 pouces. Avec le High-NA, ce format peut toutefois limiter certaines possibilités d’exposition. Pour les très grosses puces, notamment celles destinées à l’IA, il peut obliger à multiplier les expositions et à assembler les motifs.

C’est justement le sujet principal du communiqué. TSMC travaille avec ASML sur une ligne pilote utilisant des photomasques de 6 × 12 pouces. Celle-ci doit être mise en place en 2031. L’objectif est de parvenir à une production soutenue à partir de 2033. Le délai peut sembler long, mais les changements ne concernent pas uniquement les machines de lithographie. Les logiciels EDA, les équipements de fabrication des masques et leur transport devront également évoluer. Notez que Samsung est également de la partie. L’entreprise prend elle aussi part à ce projet industriel autour des photomasques de 12 pouces, bien que sa contribution ne soit pas clairement définie.

Bref, si besoin en était, tout ceci confirme que le High-NA EUV ne remplacera pas l’EUV classique du jour au lendemain ; la transition sera très progressive. Et si le calendrier se confirme, les A10 ou A11 seront certainement les premiers témoins de cette nouvelle étape chez TSMC.

Revenons rapidement du côté de Samsung. Outre la « collaboration stratégique » et le fait que l’entreprise coréenne « rejoigne l’initiative industrielle sur les photomasques de 12 pouces pour le High-NA EUV » — avec des engagements bien moins précis que ceux de TSMC exposés ci-dessus —, l’annonce révèle aussi que la firme prévoit d’introduire la lithographie High-NA EUV d’ASML dans la production de masse de DRAM à partir de 2028. Si elle tient ses délais, la société sera alors la première à y parvenir.

Pour être parfaitement exhaustifs, un troisième communiqué d’ASML concerne Intel. Il rappelle que le High-NA est déjà utilisé en production de masse chez Intel Foundry, et que plus « d’un million de wafers ont été traités à ce jour dans le cadre de la qualification et des tests des premières machines, des activités de recherche et développement, ainsi que de la production en volume de certaines couches de certains processeurs Intel Core Ultra Series 3, nom de code Panther Lake ».

Enfin, il met aussi en avant le fait que « depuis plus de trois ans, Intel Foundry défend l’initiative en faveur de photomasques de grand format afin d’harmoniser l’écosystème des masques » ; souligne que l’entreprise « travaille étroitement avec ASML [...] afin de faire progresser les normes, les infrastructures et les technologies nécessaires aux futures évolutions du High-NA ».

L'image d'illustration est tirée de la vidéo qui suit. Si cela vous intéresse, vous en trouverez d'autres du même genre sur la chaîne d'AMSL.