英特尔在14A工艺节点上为高数值孔径EUV技术预留空间
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来源:Tomshardware
英特尔在IDF 2025上解释了采用高数值孔径EUV技术的理由,尽管面临成本效益问题,但仍计划将其用于14A工艺。同时保留低数值孔径EUV作为备选方案,两者设计规则兼容,对客户无影响。

在本周的Intel Foundry Direct 2025大会上,英特尔详细阐述了其采用高数值孔径EUV技术的战略考量。尽管成本效益问题仍备受关注,英特尔仍计划在即将推出的14A工艺中引入这一先进的EUV芯片制造技术。不过,英特尔并未完全锁定这一新技术,而是为14A节点设计了一个备选生产流程,采用标准的低数值孔径EUV作为替代方案。

英特尔已接收并安装了第二台高数值孔径EUV设备于其俄勒冈州工厂,并表示该技术正在稳步推进。然而,由于持续的开发工作,这台价值约4亿美元的ASML Twinscan NXE:5000高数值孔径EUV机器尚未投入生产环境,因此英特尔保持谨慎态度,未冒然行动。

(图片来源:Tom's Hardware)

“首先,英特尔在14A技术上保留了选择低数值孔径或高数值孔径解决方案的灵活性,且设计规则兼容,无论选择哪种路径,都不会对客户造成影响。其次,高数值孔径EUV的表现符合预期,我们将在合适的时机引入它,”英特尔代工技术和制造部执行副总裁、首席技术官兼总经理Naga Chandrasekaran博士表示。

“我们已拥有18A和14A的数据,显示低数值孔径解决方案与高数值孔径解决方案在良率上相当。因此,我们持续在技术前沿取得进展,并确保拥有正确的选择,以向客户提供决策风险最低、回报最佳的解决方案,”Naga进一步解释道。

英特尔计划在14A节点的少数几层(具体数量未透露)上使用高数值孔径EUV,其他层则采用不同分辨率的机器。这意味着两种机器的选择仅影响制造流程的一部分,但英特尔指出,使用低数值孔径EUV机器进行三重图案化可达到与高数值孔径EUV相同的效果(更多详情见下文)。

由于两种技术均符合设计规则,无论英特尔最终选择哪种制造流程,客户都无需更改设计,这有助于缓解客户对英特尔采用未经验证生产技术的担忧。

此外,英特尔声称两种生产流程均能提供相同的良率,这表明若高数值孔径EUV开发遇阻,或因经济原因英特尔选择不部署,将不会对上市时间造成严重影响。尽管多重图案化通常会降低良率,但英特尔关于良率相当的声明反映了现代多重图案化技术的进步,尤其是在叠层技术领域。

关于高数值孔径EUV的公开讨论多聚焦于成本问题,业界普遍认为其不如采用低数值孔径EUV的多重图案化具有成本效益。然而,在将机器投入生产方面仍存在诸多技术挑战,主要涉及使高数值孔径可行的互补技术,如抗蚀剂、光掩模和计算光刻等,这些技术需针对新机器进行优化。

尽管如此,英特尔率先采用ASML的机器,旨在竞争中占据先机,并已利用高数值孔径光刻技术在开发阶段生产了30,000片晶圆。正如一位代表在后续活动中所解释,英特尔仍看到了显著的成本节约,因为消除了约40个工艺步骤。

(图片来源:Tom's Hardware)

“最后,我想谈谈高数值孔径EUV。我们为何这样做?原因很简单:它成本更低。中间图片展示了一个由单次通过高数值孔径EUV生成的图案,其间距与我们14A所需的间距相当。右侧则显示了一个使用传统方法生成的非常相似的图案,其中我们采用了三次EUV曝光[三重图案化],总体上大约需要40个工艺步骤。因此,总体来看,我们看到了一个更短、更简单的流程,这就是我们在14A中使用高数值孔径的原因,与多重通过0.33 NA EUV[低数值孔径]相比,这降低了成本。此外,这还提供了减少金属层数量并获得额外性能提升的选项。”

英特尔未说明其比较是否基于全掩模尺寸的打印。高数值孔径一次仅能打印掩模的一半,需两次打印才能创建一个掩模尺寸的处理器,并依赖拼接技术将两次打印组合成一个连贯单元。相比之下,等于或小于半掩模尺寸的晶片仅需一次高数值孔径EUV打印即可。而低数值孔径EUV机器则能在一次通过中处理全掩模尺寸的晶片。

深思

英特尔从其10nm节点失败中汲取了深刻教训,这些失败最终导致公司失去了在芯片制造领域的领先地位,并将问题归咎于同时在新制造技术和技术上押注过多。为避免重蹈覆辙,英特尔开发了替代的低数值孔径生产流程,以降低风险。

例如,在18A节点上,英特尔开发了业界首创的背面供电系统,并同时研发了英特尔首创的环绕栅极(GAA)晶体管。为确保备选方案,该公司在18A工艺中采用了更稳健的去风险策略,包括开发了一个没有背面供电的内部专用试验工艺节点。然而,由于GAA和背面供电的开发进展顺利,英特尔最终推出了18A节点的完整版本。

英特尔的竞争对手台积电已确认,其不会在与英特尔竞争的A14节点上使用高数值孔径EUV,且尚未透露何时会在批量生产中采用这种新型工具。英特尔最初计划在其18A工艺中使用高数值孔径EUV,该工艺原定于14A节点之前推出。但英特尔后来调整了计划,表示该工艺节点的开发速度出乎意料地快,导致机器无法及时准备就绪。