Att modern kretstillverkning med tillhörande maskineri i det närmaste är svartkonst är inget nytt. Den senaste generationens litografimaskiner nyttjar EUV-ljus (extrem ultraviolett) med en våglängd om 13,5 nanometer och krävs för att framställa transistorer i 5-nanometersklassen och mindre. En enda EUV-scanner från nederländska ASML kostar i runda slängar 150 miljoner dollar, och cirka 55 sådana maskiner producerades år 2022.
Nu rapporterar branschtidningen Digitimes att Samsung, vars tillverkning på 3 nanometer sedan starten uppgetts lida av bedrövlig yield, ger sig i kast med att förbättra en del av EUV-processen. Bolaget S&S Tech, som Samsung köpte en 8-procentig andel av år 2020, uppges stå klara att inleda massproduktion av EUV-membran, pellicles, vilka har en ljusöverföringskvot om 90 procent.
S&S Tech uppges sikta på en kvot om 94 procent för att möta Samsungs krav, och blir av allt att döma de EUV-membran med bäst specifikationer i nuläget. Membranens roll är att skydda litografimaskerna som används vid produktion, vars prislappar kan uppgå till 300 000 USD styck, och för EUV-bruk behöver dessa vara tunnare än ljusets våglängd – 13,5 nanometer. Dessutom får de inte blockera just UV-ljus.
A super-thin membrane, 13 nanometers thick, that lets through extreme ultraviolet (EUV) light whereas most substances absorb it, and that can withstand temperatures of up to 500 degrees Celsius in a high-vacuum environment? It seems unfathomable that this delicate, shimmering film could be so robust, but it is.
– ASML om sina EUV-membran
Ingen av EUV-maskleverantörerna ska i dagsläget tillverka ett membran med över 90 procent ljusgenomsläpp. ASML ska ha demonstrerat prototyper som nått 90,6 procent, och forskningsinstitutet Imec ska å sin sida ha visat upp prototyper baserade på kolnanorör med ett ljusgenomsläpp om 97,7 procent, enligt Semiengineering.
Trots detta uppges TSMC ha en ungefär 80-procentig yield på 3 nanometer, medan Samsung för närvarande uppges ha problem att nå över 20 procent. Skillnaden de två bolagen emellan är istället transistortypen, där TSMC fortsatt med den nu traditionella FinFET-typen, medan Samsung tog steget till GAAFET.
Hur stor förbättring i yield Samsung kan frambringa med S&S Tech-membranen återstår att se, men de ser med största sannolikhet inte ut att vara bolagets största produktionstekniska problem i dagsläget. Förutom stora investeringar i S&S Tech uppges Samsung också ha investerat i FST för att diversifiera sitt utbud av EUV-relaterade leverantörer.
