ASML, de leverancier van de grote fabrikanten van halfgeleiders, voorspelt dat tegen 2030 de productie van 1nm-processors zal zijn. Halfgeleiderfabrikanten zoals Intel, TSMC en Samsung gebruiken geavanceerde fotolithografische technieken om de grootte van hun transistors te verkleinen, omdat elke nanometer die ze weten te verkleinen, een reuzenstap.
Volgens ASML zijn 1nm-processors klaar in 2030
Momenteel worden er al 3nm-transistors geproduceerd, maar ASML, een Nederlands bedrijf dat de apparatuur maakt die door de meeste halfgeleiderfabrikanten in hun gieterijen wordt gebruikt, heeft aangekondigd voor de komende jaren de eerste transistors onder de 1nm te produceren. Maar Intel’s CEO Pat Gelsinger heeft al verklaard dat de industrie moet stoppen met het bespreken van nanometers en beginnen te praten over angstroms (Å). Angstrom is een lengte-eenheid die gewoonlijk wordt gebruikt bij het verwijzen naar golflengten en moleculaire afstanden en komt overeen met 0,1 nanometer.
Nieuwe technieken om onder de nanometer te gaan worden al getest
Tijdens het investeerdersevenement heeft ASML de meest relevante punten van haar strategie uiteengezet en veel details gegeven over de productieprocessen van halfgeleiders voor het komende decennium. Volgens het bedrijf zullen we de komende jaren de sprong naar High-NA (High Numerical Aperture) technologie zien.
Dit is een platform dat optica bevat met een nieuw ontwerp dat de resolutie van het huidige extreme lithografieplatform tot 70% kan verbeteren. Het is een machine met verbeterde precisie die zal worden gebruikt in de 3nm-productieprocessen en lager. Tegen 2030 verwacht ASML de transistorafmetingen terug te brengen tot onder de nanometer. Tegen 2026 zouden we op 1,4 nanometer (of 14 angstrom) zitten en tegen 2030 verwachten we 0,7 nanometer (of 7 angstrom) te bereiken.
Dergelijke kleine transistoren zullen niet worden vervaardigd met behulp van de FinFET-techniek die wordt gebruikt door fabrikanten als Samsung. In plaats daarvan zullen technologieën zoals 2D-atoomkanalen of Complementaire FET, waarbij de transistors verticaal worden gestapeld, moeten worden toegepast. Tegen 2030 is TSMC, een van de grootste klanten van het Nederlandse bedrijf, van plan processors te maken met meer dan 300 miljard transistors. Ter vergelijking: de NVIDIA Ampere GPU heeft 54 miljard transistors, terwijl de AMD Epyc Rome CPU gebaseerd op Zen 2 en is vervaardigd op 7nm en 39 miljard transistors heeft.
Einde van de halfgeleidercrisis?
ASML schat dat de efficiëntie van de productie van halfgeleiders zal blijven verbeteren, met een efficiëntiegroei van ongeveer 3x per twee jaar, tot 2040. De voorspellingen zijn optimistisch en ASML verwacht dat zijn extreem ultraviolet (EUV) lithografiemachines in 2025 voor 95% klaar zullen zijn, dagelijkse productiecapaciteit met meer dan 50%. Met andere woorden, het grote bedrijf achter de productie van halfgeleiders verwacht niet alleen dat de halfgeleidercrisis zal eindigen, maar dat de productie zal verdubbelen.