Samsung Foundry vừa công bố mua hai hệ thống quang khắc ASML Twinscan EXE:5200B. Đây là dòng máy High-NA EUV tiên tiến nhất hiện nay với tổng giá trị 773 triệu USD nhằm nâng cấp năng lực sản xuất và cạnh tranh trực tiếp với Intel cũng như TSMC trong cuộc đua tiến trình dưới 2 nm. Theo kế hoạch, Samsung sẽ lắp đặt chiếc máy đầu tiên ngay trong năm nay, và chiếc thứ hai vào đầu năm 2026.
Công nghệ High-NA EUV (High Numerical Aperture Extreme Ultraviolet) là thế hệ kế tiếp của công nghệ quang khắc EUV truyền thống, cho phép in các chi tiết cực nhỏ nhờ khẩu độ số (NA) tăng từ 0,33 lên 0,55. Việc tăng khẩu độ số giúp cải thiện độ phân giải quang học gần 40%, giúp cho việc sản xuất các transistor có kích thước vật lý nhỏ hơn rất nhiều so với khả năng của máy EUV hiện tại.
Hệ thống ASML Twinscan EXE:5200B có thể in transistor kích thước khoảng 8 nm, trong khi các tiến trình 2nm hiện nay vẫn có gate pitch hơn 40 nm và metal pitch khoảng 20 nm. Thực ra tên gọi tên gọi 2nm chủ yếu mang tính marketing, còn về mặt vật lý, High-NA EUV đang chạm đến giới hạn của kỹ thuật khắc quang học.
Mỗi máy EXE:5200B nặng tới hơn 200 tấn, chứa hàng trăm nghìn linh kiện chính xác, và cần khoảng 6 xe tải chuyên dụng để vận chuyển. Hệ thống hoạt động ở bước sóng 13,5 nm và sử dụng gương phản xạ đa lớp chính xác ở mức vài phần nghìn nanomet, được lắp ráp trong môi trường chân không gần như tuyệt đối.
Về hiệu suất, mỗi máy có thể xử lý hơn 175 wafer mỗi giờ, tương đương hàng chục nghìn wafer 300 mm mỗi tháng, trong khi vẫn đảm bảo sai số in chỉ ở mức vài angstrom (10⁻¹⁰ m). Nhờ vậy, High-NA EUV không chỉ tăng năng suất mà còn giúp giảm số lớp quang khắc chồng lặp, từ đó rút ngắn chu kỳ sản xuất và hạ chi phí mỗi transistor đáng kể.
Samsung dự kiến sử dụng các máy High-NA EUV này chủ yếu cho sản xuất mạch logic và SRAM, trước khi mở rộng sang DRAM trong giai đoạn sau. Về phía ASML, công ty dự kiến sẽ giao tổng cộng 10 máy High-NA EUV vào năm 2027, mỗi máy có giá khoảng 380 triệu USD. Intel sẽ sử dụng công nghệ này cho tiến trình 14A, còn SK hynix dự kiến trang bị hai máy cho mảng bộ nhớ, trong khi Samsung cũng tăng tốc đầu tư để giữ vị thế cạnh tranh.
Intel là hãng tiên phong trong việc triển khai High-NA EUV ở quy mô sản xuất thực tế, với hơn 30.000 wafer được xử lý chỉ trong một quý. Nhờ công nghệ này, số bước quang khắc cho một lớp đã giảm từ khoảng 40 bước xuống dưới 10 bước, giúp rút ngắn đáng kể chu kỳ sản xuất và tăng tốc độ ra sản phẩm. Samsung cũng ghi nhận kết quả ấn tượng tương tự, với thời gian chu kỳ giảm 60% trong một số ứng dụng nhất định, cho thấy hiệu quả vượt trội của High-NA EUV.
