TSMC, Samsung en Intel gaan met ASML naar 12-inch fotomaskers

TSMC, Samsung en Intel doen alle drie mee aan een initiatief van ASML om de chipindustrie van 6-inch naar 12-inch fotomaskers te brengen, meldt de Veldhovense machinebouwer.

Daarmee gaat de duurste machine uit Veldhoven van een enkele klant naar de complete top drie van de chipindustrie. Intel was tot nu toe de enige die High NA EUV in massaproductie draaide. TSMC zet de techniek vanaf 2030 in voor geavanceerde nodes, Samsung vanaf 2028 voor geheugen. Voor de honderden toeleveranciers in de Brainport-regio die op het orderboek van ASML meedraaien, verschuift de planningshorizon daarmee van een enkele afnemer naar drie, met een gezamenlijke roadmap die tot 2033 loopt. Harde ordercijfers staan er niet bij: het gaat om voornemens en doelen, met de gebruikelijke voorbehouden erbij.

Van een enkele klant naar de hele top drie

TSMC is de opvallendste naam. De grootste chipfabrikant ter wereld hield zich jarenlang op de vlakte over High NA en stapt in 2030 toch over, schrijft het FD. In het persbericht zegt TSMC de techniek vanaf dat jaar in te zetten voor massaproductie van geavanceerde nodes. Het bedrijf verwacht dat het aantal lagen dat High NA nodig heeft stijgt naarmate de transistorarchitecturen voor AI ingewikkelder worden.

Samsung gaat eerder. De Koreaanse fabrikant wil High NA vanaf 2028 inzetten in de massaproductie van DRAM, volgens ASML en Samsung de eerste keer dat de techniek voor geheugen wordt gebruikt. Samsung mikt daarmee op het geheugen dat in AI-infrastructuur gaat, met name HBM.

Intel, de enige die de machine al in productie draait, kwam met cijfers. Intel Foundry heeft er inmiddels meer dan een miljoen wafers mee verwerkt, verdeeld over kwalificatie van de machines, onderzoek en echte volumeproductie van lagen voor de Panther Lake-laptopchips. Producten op het Intel 18A-procede die deels met High NA zijn belicht presteren volgens beide bedrijven gelijk aan of beter dan dezelfde lagen op de vorige EUV-generatie, en overlay, doorvoer en beschikbaarheid voldoen aan de verwachtingen van Intel. Het bedrijf was in juli de eerste ter wereld die logicachips in massaproductie met High NA maakte.

Waarom het masker groter moet

Een fotomasker is de sjabloon waarvan de machine het chippatroon op de wafer projecteert, al decennia in het 6-inch formaat. High NA belicht per keer een kleiner veld dan de vorige EUV-generatie, een half veld, dus een ontwerp dat groter is moet in delen worden belicht en aan elkaar geplakt. Dat heet stitching en het kost ontwerpvrijheid en doorvoer.

Intel laat klanten dat vandaag binnen het bestaande formaat oplossen, met een slimme indeling van het ontwerp binnen het 6-inch masker of met eigen stitching-technieken en aangepaste ontwerpkits. Op de SPIE-conferentie in Monterey presenteren beide bedrijven daar deze week over: Jan van Schoot van ASML over de scanner- en maskereisen voor half-field stitching, Kimberly Pierce van Intel over stitching in de productie.

Het grotere masker haalt die beperking weg. Volgens ASML verhoogt de overstap de productiviteit van de fabriek, verlaagt hij de kosten van chipproductie en verdwijnen de stitching-beperkingen. Intel noemt het formaat preciezer dan ASML doet: 6 bij 12 inch, dus een rechthoek.

De tijdlijn loopt tot 2033

ASML en TSMC richtten het initiatief op 7 september op, een dag voor de SPIE Bacus-conferentie. Het mikt op een pilotlijn voor 12-inch maskers in 2031, waarna 12-inch High NA-systemen in 2033 in productie voor geavanceerde nodes moeten draaien. Tot die tijd draait High NA op de huidige 6-inch maskers.

ASML-topman Christophe Fouquet verwacht dat de adoptie geleidelijk toeneemt: eerst op 6-inch maskers, daarna ondersteund door 12-inch maskers die de scanner productiever maken. TSMC-topman C.C. Wei zei dat de industrie samen problemen oplost die geen enkel bedrijf alleen aankan.

Wie deze data in een investeringsplan zet, moet ze lezen voor wat ze zijn. ASML zet er expliciet bij dat het om verwachtingen gaat en niet om garanties, en dat de tijdlijn kan schuiven.

Wat dit vastzet in de keten

Het gaat om meer dan drie logo's onder een initiatief. Maskermakers, EDA-leveranciers, materiaalbedrijven en automatiseringsleveranciers moeten mee, en juist daar zit de waarde van een gezamenlijke datum: iedereen in de keten plant nu op dezelfde 2031 en 2033. Intel werkt naar eigen zeggen al ruim drie jaar aan het uitlijnen van dat ecosysteem.

Voor de Nederlandse kant van die keten is dat het echte nieuws. Het EUV-deel van het orderboek is ook het deel dat het moeilijkst te kopieren is: de optiekleverancier van ASML noemde begin september vijftien jaar een redelijke aanname voor een eigen Chinese EUV-machine. Een roadmap tot 2033 waar de drie grootste afnemers hun naam onder zetten, verlengt precies dat deel.

De kostenwinst zelf komt laat. Goedkopere chips uit productievere fabrieken landen op zijn vroegst achter de 2030-datum van TSMC, en pas daarna in de prijs van een AI-server of een uur gehuurde rekenkracht. Wat vandaag verschuift is iets anders: de vraag of de duurste generatie chipmachines een experiment van Intel blijft of de standaard wordt, is beantwoord.