Цена прогресса начинает зашкаливать

Среди технологических процессов, по которым производят современные полупроводниковые микросхемы, наиболее популярным сегодня можно считать условный «3-нм», освоенный к настоящему времени на предприятиях TSMC и Samsung Electronics; работает в этом направлении и Intel. Определение «условный» здесь использовано потому, что фактически минимальный размер изготавливаемых по этому процессу компонентов транзисторов, а именно длина их затворов, значительно превышает 3 нм – он вряд ли меньше 8–10 нм (физический смысл именования технологических норм в микроэлектронике был утерян еще на рубеже перехода от 45 нм к 32 нм).

Для продвижения еще глубже, в область маркетингового «1 нм» и менее, требуются более изощренные, чем применяемые сегодня, фотолитографические машины. Выясняется, однако, что с точки зрения чипмейкеров овчинка может и не стоить выделки, поскольку цена на эти (еще не построенные и даже толком не разработанные) устройства и так уже получается запредельной.

Фотолитографы, пригодные для производства СБИС по технологическим нормам ниже условного предела в «1-нм», сегодня способна создавать единственная в мире компания – голландская ASML. Все три названные выше чипмейкера предварительно уже заявляли о намерении приобретать у нее такие машины, классифицируемые как Hyper-NA Extreme Ultraviolet (HNA EUV), сразу же по мере их выпуска, – хотя фактически те окажутся доступны в лучшем случае к 2030 г. Однако, как сообщает южнокорейское издание The Chosun Daily, в самое последнее время представители TSMC, Samsung Electronics и Intel уже с меньшим воодушевлением ведут переговоры с ASML по этому направлению – поскольку голландцы запросили крайне высокую цену за свою технику, пока еще остающуюся в стадии разработки. Более того, весьма вероятно, что на момент физической готовности к отгрузке первая из машин HNA EUV обойдется своему счастливому покупателю еще дороже установленной сегодня суммы.

Покупатели фотолитографов позапрошлого поколения, DUV, пределом возможностей которых остаются условные «7 нм», в лучшем случае «5 нм» – и с крайне низкой долей годных чипов на выходе, отдавали за каждую из этих машин по 50–70 млн долл. Цена устройств EUV, штатно оперирующих в условных границах «5 нм» – «2 нм», превосходит 180 млн долл. Литографы актуального поколения high-NA EUV (не путать с Hyper-NA), рассчитанные на работу в интервале от «2 нм» до «7 Å» («0,7 нм»), обходятся заказчикам от 290 до 360 млн долл. за штучку. В случае же перспективных HNA EUV, которые позволят чипмейкерам уверенно штурмовать маркетинговые масштабы заметно менее «1 нм», речь идет уже по меньшей мере о 724 млн долл. за одну установку.

Неудивительно, что чипмейкеры колеблются: вероятно, как раз к 2030 г. им удастся окупить приобретенное сравнительно недавно EUV-оборудование первого поколения, однако в отношении полуторакратно более дорогих машин high-NA EUV такой уверенности уже нет. Тем более что все усиливающиеся ограничения США в отношении поставок «недружественным странам» высокотехнологичной продукции по сути закрывают для новейших «3-нм» и еще более мелкомасштабных микросхем рынки КНР, России и ряда других стран, что еще более затормаживает возврат инвестиций. Эксперты TrendForce полагают, что в сложившейся ситуации три ведущих чипмейкера планеты могут принять решение пропустить поколение high-NA EUV и переходить с «простых» EUV сразу на HNA EUV после 2030-го. Однако это может лишить все ту же ASML значительных финансовых поступлений, приводя в итоге к затягиванию сроков готовности и еще большему удорожанию фотолитографов для уверенной работы в области маркетинговых ангстремов.