美国发力EUV光刻
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来源：内容由半导体行业观察（ID：icbank）编译自timesunion，谢谢。
随着美国商务部完善其可能希望设立耗资 110 亿美元的新联邦计算机芯片制造研究中心的地点清单，它将很难不将奥尔巴尼列为首选。
尽管纽约州美国参议院多数党领袖查尔斯·舒默 (Charles Schumer) 可能对奥尔巴尼跻身榜首负有最大责任，毕竟他起草了价值 520 亿美元的《芯片和科学法案》，该法案将为新的芯片中心提供资金 — — 纽约州州长凯西12 月 11 日，Hochul 宣布计划在奥尔巴尼纳米技术公司建立一个价值 100 亿美元的新计算机芯片光刻中心，从而大大提高了奥尔巴尼的候选资格。
Hochul 与舒默、美国参议员 Kirsten Gillibrand 以及来自 IBM、美光科技和其他顶级半导体公司的高管一起参与了新研究中心的建设，该中心将位于奥尔巴尼纳米技术公司规划的一座名为 NanoFab Reflection 的新大楼内。
过去，奥尔巴尼纳米技术公司的此类公告重点关注在首都地区创造就业机会和建设高科技行业。
这次也出现了这样的情况。例如，新的光刻中心预计将创造 700 个新就业岗位。它还将帮助美光扩大计划在锡拉丘兹以外建设的价值 1000 亿美元的芯片制造基地。
但还有一个更大的主题在发挥作用，重点是新中心将在国家安全中发挥的作用，以及不仅在纽约而且在整个美国发展国内计算机芯片行业的作用。
控制奥尔巴尼纳米技术公司的非营利实体 NY CREATES 的首席执行官戴维·安德森 (David Anderson) 在 Hochul 的新闻发布会上发表讲话时表示：“我们的战略定位是将纽约打造成未来几十年的创新强国。” “我们相信这个生态系统可以成为全国乃至世界其他地区的典范。”
《CHIPS 法案》旨在重塑美国计算机芯片制造业，该行业在过去几十年中已将大量产量和市场份额流失到亚洲。
尽管个别公司已申请 CHIPS 法案的补贴，在美国建立新的芯片工厂，但最大的奖励可能是为研究项目预留的 110 亿美元，包括建立一个新的联邦芯片研究实验室，旨在让美国保持领先地位。走在芯片创新的最前沿。
奥尔巴尼纳米技术公司长期以来一直处于芯片创新的前沿。IBM 在奥尔巴尼纳米技术公司使用荷兰光刻公司 ASML 制造的世界上最先进的光刻机之一实现了其最大的芯片突破。最新、最先进的 ASML 机器将成为新奥尔巴尼光刻中心的核心。
光刻也许是芯片生产中最重要的制造步骤。芯片工厂中的光刻机将芯片架构的图像投射到制造芯片元件的硅晶圆上。各个细节都是原子尺度的，因此光刻机必须非常强大才能蚀刻如此小的设计。
新的光刻中心于 12 月 11 日宣布将使用 ASML 的下一代光刻机 Twinscan EXE: 5200，这是一种所谓的高数值孔径极紫外扫描仪，预计造价高达 3 亿美元或 4 亿美元，规模为大型巴士的。
新的 NanoFab Reflection 大楼将耗资超过 4 亿美元，并拥有一个 50,000 平方英尺的洁净室来容纳机器，计划于 2025 年末交付。从本质上讲，新的 ASML 机器将让芯片公司制造出更强大的产品具有比目前制造的功能更小的芯片。作为世界上最早获得这一学位的地方之一，奥尔巴尼拥有巨大的优势。
“当我们想到国家安全以及制定《CHIPS 法案》的原因时，它是为了保持对研发的控制，并将半导体制造带回美国，”帝国州发展公司（该州的经济发展公司）首席运营官凯文·尤尼斯（Kevin Younis）说道。办公室在接受《时代联盟》采访时表示。“这就是路径，是全球所有先进制造业的关键路径工具。这个工具对每个人来说都是必要的。”
ASML 的尖端扫描仪功能非常强大，以至于美国和荷兰政府都实施了出口管制，试图禁止中国购买。
“这是一场争夺主导地位、技术主导地位的竞赛，”Hochul 在 12 月 11 日的新闻发布会上表示。“这场竞赛的核心是半导体，它是我们电子产品的大脑。当你这样想时，它就是让飞机保持在空中、让你的冰箱保持低温、让我们的股票市场和电网保持运转的技术。半导体“它绝对是我们生活的核心，尽管你不会定期思考它们。而且前沿技术正在我们眼前不断快速发展。”
Hochul 不仅仅谈论新中心对纽约人或将使用该中心的 IBM 和 Micron 等公司的好处，预计该中心将成为全球仅有的两个为新的 ASML 扫描仪提供“开放访问”的中心之一 - 可能也适用于新的联邦实验室。
“我们谈论的不仅仅是创新，还有地缘政治权力平衡。这就是这里的利害攸关之处。地缘政治权力平衡，”霍赫尔补充道。“美国曾经在这个行业占据主导地位。我们过于依赖来自中国大陆、韩国和中国台湾等地的芯片和零部件。因此，这对国家安全、技术创新、经济增长和独立产生了巨大影响。
舒默非常直接地指出奥尔巴尼纳米技术公司的新光刻中心将如何帮助奥尔巴尼建立国家芯片实验室。
舒默说：“这项重大投资将为我在《芯片和科学法案》中创建的国家半导体技术中心的最终荣誉奠定基础。” “联邦政府将在未来几个月内指定国家半导体技术中心，我打赌它将设在奥尔巴尼，我不会停止利用我作为多数党领袖的影响力来确保这一目标的实现。并且我们会成功的。我们正在敲门。”
一台维持芯片创新的机器
为我们的生活提供动力的计算机变得越来越复杂，需要更强大的芯片。在过去的十年中，制造芯片的黄金标准系统一直是 ASML 制造的 EUV 光刻机。它们使 IBM 和其他公司能够将晶体管的尺寸缩小到几纳米，比一根头发丝细数万倍。借助这些机器，IBM展示了一条从 7 纳米到采用 2 纳米纳米片技术的最新创新芯片的制造之路。2 纳米纳米片技术可在指甲盖大小的单个芯片上容纳令人印象深刻的 500 亿个晶体管。
但是，要以如此微小的尺寸打印芯片电路，需要非常精确的激光分辨率，以至于即使是当前的机器也很难以有利于大规模生产的方式做到这一点。随着生成人工智能等技术的不断进步，毫无疑问，我们迟早需要更强大的芯片。为了构建这些，我们需要能够打印更小的特征的新工具和一个生态系统来使其成为现实。
早前，纽约州州长 Kathy Hochul 宣布在奥尔巴尼纳米技术综合体创建High NA EUV 中心，这是一个尖端半导体研究机构，IBM 是该中心的主要成员之一。这将是北美第一个也是唯一一个拥有高数值孔径极紫外光刻（高NA EUV）系统的公有研发中心。ASML 的这台机器可以执行一项新技术，为开发和生产节点甚至小于 2nm 的芯片铺平道路。该机器使用超出光谱紫外线端的激光来蚀刻微小尺度的电路路径。
新系统将安置在奥尔巴尼纳米技术综合体内，二十多年来，IBM、纽约州以及众多行业和学术合作伙伴一直在该综合体中发明半导体的未来。
纽约州和行业合作伙伴将投资 100 亿美元建立High NA EUV 中心，其中包括在奥尔巴尼纳米技术综合体建造一个名为 NanoFab Reflection 的新设施，并购买 ASML 的 5200 High NA EUV 设备。这些投资还将支持扩展已经蓬勃发展的生态系统，并继续增强该网站突破计算能力极限的能力。
NanoFab Reflection 将包含 50,000 平方英尺的新洁净室空间，有可能为该地区创造大量就业机会，同时为美国半导体研究和生产创造未来。该综合体的新建筑将于 2024 年破土动工。
IBM 将在保持该工具正常运行以及与中心合作伙伴合作建立新的High NA EUV 机器以生产更先进的芯片方面发挥重要作用。
大约十年前，IBM 研究中心使用位于奥尔巴尼同一综合体的世界上第一台 EUV 机器之一来设计工艺，确保 EUV 光刻可用于大规模生产先进芯片，首先是 7 nm，然后是5纳米芯片工艺。奥尔巴尼当前的系统于 2020 年安装，是 IBM 在 2021 年开发全球首款 2 nm 节点芯片的关键。
High NA EUV 中心的创建意味着 IBM 将成为世界上首批使用这一强大新工具的企业之一，并且来自世界各地的一些最具创新性的公司和机构现在也将能够获得最新的半导体他们的研究工具。现有的 NanoTech Complex 成员，包括东京电子和应用材料公司，将与日本 Rapidus等国际合作伙伴一起获得新的 EUV 机器的使用权。
Albany NanoTech 的新型 EUV 工具在安装在制造设施中时将与未来的高数值孔径 EUV 工具相同。这将有助于确保奥尔巴尼纳米技术公司发明的工艺和设计能够嵌入未来几代的电子设备中。
奥尔巴尼纳米技术中心的公私合作生态系统是该中心独特的关键方式之一。霍楚尔办公室在一份新闻稿中表示：“这些扩大的伙伴关系代表了全球技术发展的一个强大的新共享平台，并将成为美国及其盟国之间扩大国际合作的基础。”
几十年来，基于激光的光刻一直是大规模设计和生产芯片的关键。现有的 EUV 机器虽然支持了过去十年的半导体工艺开发，但无法达到将 2nm 以下节点图案化为芯片所需的分辨率，从而有利于大规模生产。这些机器可以做到如此精确——这就是 IBM 开发第一个工作 2nm 节点的方式——但需要使用 EUV 光进行三到四次曝光，而不是单次曝光。这以及与缩小特征尺寸相关的其他问题意味着研究人员需要考虑一种新方法。解决方案是所谓的高数值孔径（或High NA）EUV 光刻。
这种新方法在功能上与 EUV 光刻的物理过程相同，但顾名思义，光学器件更大，支持在晶圆上印刷更高分辨率的图案。如果您曾经使用过专业相机，您就会知道增加数值孔径会导致焦点更清晰，但这也意味着焦深更浅。高数值孔径 EUV 光刻也是如此。
研究人员必须确保光刻中使用的光阻材料实际上可以在这些较小的尺寸上解析，并解决较浅的焦深可能产生的挑战。例如，图案不能有任何模糊，因为这会导致蚀刻芯片不精确。此外，用于打印这些图案的掩模也必须不断发展以支持这些较小的特征。高数值孔径 EUV 将是比第一代 EUV 更复杂的机器，学习如何利用它将推动下一个十年的半导体创新。
正如 EUV 需要生态系统整合一样，也需要深入的协作和伙伴关系才能将高数值孔径 EUV 光刻技术投入生产。奥尔巴尼纳米技术综合体的高数值孔径 EUV 中心将成为推动半导体发展的催化剂。
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