Bu makinenin tanesi 400 milyon dolar! Dünyada rakibi yok, gelecek onların elinde
Teknoloji Haberleri / Donanımhaber
Moore Yasası’nın ayakta kalabilmesi sadece bu makinelerin ellerinde! Tanesi 400 milyon dolar olan çip makineleri, tüm dünyanın geleceğini inşa ediyor. İşte dünyanın rakipsiz tek şirketi ASML'nin ürettiği bu hayatî öneme sahip makinelerin ne işe yaradığı...
Intel, AMD, Nvidia ve TSMC gibi çip üreticilerinin teknolojinin gelişimindeki rolü büyük olsa da Moore Yasası'nı ayakta tutan asıl aktör ASML firması gibi görünüyor. Donanımhaber'in derlediği bilgilere göre, aslında uzun yıllardır teknoloji dünyasının ilerleyişi büyük oranda tek bir firmaya, ASML'ye bağlı. ASML'nin ürettiği makinelerin halen bir rakibi, muadili yok ve çip üretiminin devamı için yegane cihaz bunlar.
Hollanda'nın Belçika sınırına yakın Veldhoven kasabasındaki ASML fabrikasında, dünyanın en büyük çip üreticilerinin can suyu olan çip makineleri üretiliyor. Araştırmacılar, telefonlardan arabalara, bilgisayarlardan yapay zekaya kadar onlarca sektörde kullanılan bilgisayar çiplerindeki mikroskobik devreleri oluşturan odaklanmış ışık demetlerini üretme arayışında, 200 tondan fazla ağırlığa sahip çift katlı otobüs büyüklüğünde makine geliştiriyor.
ASML, tanesi 400 milyon dolar olan litografi makineleri üretiyor. Litografi, bir çip üzerindeki devrenin ne kadar küçülebileceğinin temel etkenlerinden birisiyken, High-NA teknolojisi yüzde 66'lık bir küçülme sunuyor. Çip yapımında "ne kadar küçükse o kadar iyidir" prensibi vardır. Zira aynı alana ne kadar çok transistör yerleştirirseniz, bir çip o kadar hızlı ve enerji açısından daha verimli olabilir.
Devreler artık atom kadar küçük bir boyuta doğru gidiyor, bu da 1960'larda bir mikroçip üzerindeki transistör sayısının her iki yılda bir iki katına çıktığına dair ünlü bir gözlem olan 'Moore Yasası'nın sonunun yaklaştığını gösteriyor. ASML ise bunu ayakta tutmaya kararlı.
'High-NA' için biraz daha zaman gerekiyor, çünkü ondan önce değinmemiz gereken birkaç konu daha var.
ASML, PAZARININ TEK HAKİMİ
1984 yılında kurulsa da ASML'nin asıl yükselişi 2000'li yıllarda başladı ve litografi pazarının yüzde 90'ından fazlasını kontrol etmekte. ASML alanında rakipsiz olarak görülüyor çünkü diğer firmaların hiçbiri maliyetlerinin yüksek olması nedeniyle EUV sistemi üretmiyor.
'EUV', ASML'nin mikroçipler üzerine küçük, karmaşık tasarımlar basmak için büyük miktarlarda ürettiği inanılmaz derecede kısa bir ışık dalga boyu olan aşırı ultraviyole demek. EUV ışığı, aşırı hızlarda gerçekleşen küçük erimiş kalay patlamalarıyla oluşturuluyor ve ardından ASML'nin dünyadaki en pürüzsüz yüzey olduğunu ileri sürdüğü Zeiss aynalarından sekiyor.
EUV ışık parçacıklarının küçük bir yüzdesi, her bir çipin ne yapacağını belirleyen küçük tasarımları yazdırdıkları bir silikon yonga plakasının yüzeyinde kullanılıyor. Yani bu makineler, çok güçlü, hassas ve kısa süreli lazerler aracılığıyla yüksek çözünürlükte çip üretimi yapıyor.
ASML, 2017'de seri üretim için ilk aşırı ultraviyole (EUV) litografi makinelerini tanıttı. Hollandalı firma, şu anda TSMC, Samsung ve Intel dahil sadece beş çip üreticisine bu makineleri satıyor.
ÜLKELER İÇİN STRATEJİK ÖNEME SAHİP
Öte yandan, yaklaşık 10 yıl önce ASML'nin EUV araştırmaları Intel, Samsung ve TSMC yatırımları ile ortaya kondu. Firma, ihracat yaptığı şirketlerden büyük yatırımlar alıyor.
ASML'nin değeri ise paha biçilemez, hatta dünya üzerinde satın alınamayacak tek şirket olarak gösteriliyor ve ülkeler için teknolojinin ilerlemesi adına stratejik öneme sahip. Bu noktada, EUV ve yeni nesil makinenin Çin'e satışının yasak olduğunu belirtelim.
60 BÖLGEDE ÜRETİLİP, HOLLANDA'DA MONTAJI YAPILIYOR
EUV makinelerinin nasıl üretildiğine gelecek olursak, bunlar yaklaşık 800 küresel tedarikçiden yüz binlerce bileşen içeren birkaç modülden oluşuyor. Her modül ASML'nin dünya çapındaki 60 bölgesinden birinde üretiliyor ve montajı Hollanda'daki merkezde yapılıyor.
Makineler yaklaşık bir otobüs kadar büyük, 150 milyon dolar maliyetle üretiliyor.
Makinelerin içinde 100 bin parça ve 2 kilometre uzunluğunda kablo var. Monte edilen her makine test edildikten sonra demonte edilip, çip üreticisine gönderiliyor.
Nakliye için 20 kamyon ve üç adet tam yüklü Boeing 747 gerekiyor. Ancak bunlar geleneksel EUV litografi makineleri için geçerli.
TEKNOLOJİNİN GELDİĞİ SON NOKTAYI TEMSİL EDİYOR
Son on yıldır, çip üretimi için altın standart sistem ASML tarafından üretilen EUV litografi makineleri oldu. Bu makineler transistörlerin boyutunu sadece birkaç nanometreye, yani bir saç telinden on binlerce kat daha inceye kadar küçültmelerine imkan sağladı.
Bir çip üzerindeki bileşenleri küçültmek, bir parça silikondan daha fazla hesaplama gücü elde etmenin en kesin yolu olmaya devam ediyor çünkü elektronlar daha küçük elektronik bileşenlerden daha verimli bir şekilde geçiyor ve bir çipin içine daha fazla bileşen yerleştirmek çipin hesaplama kapasitesini artırıyor.
Aşırı ultraviyole litografi (EUV), önceki litografik yöntem olan derin ultraviyole (DUV, 193 nanometre) ile karşılaştırıldığında çok daha kısa bir ışık dalga boyunun (13,5 nanometre) kullanılmasını sağlıyor. Ancak bunu yapmak kolay olmadı.
Lazer tabanlı litografi, onlarca yıldır çiplerin büyük ölçekte tasarlanması ve üretilmesinde kilit rol oynamakta. Mevcut EUV makineleri, son on yıllık yarı iletken süreç gelişimini desteklemiş olsalar da, 2nm altı düğümlerin seri üretime elverişli bir şekilde çiplere desenlenmesi için gereken çözünürlüğe ulaşamıyorlar.
Aslında makineler bu hassasiyete ulaşabiliyor ancak bunu yapmak için EUV ışığından tek bir pozlama yerine üç veya dört pozlama gerekiyor. Bu durum, küçülen boyutlarla ilgili diğer sorunlarla birlikte, araştırmacıların yeni bir yöntem düşünmeleri gerektiği anlamına geliyor. Çözüm, yüksek sayısal açıklıklı (veya high NA) EUV litografi olarak adlandırılan bir yöntem.
ASML'nin yeni makinesi, bir çip üzerinde daha küçük yapılar üretmek için ek bir numara getiriyor; ışığın optiklerden farklı açılarda geçmesine izin vererek görüntüleme çözünürlüğünü artıran daha büyük bir sayısal açıklık. Bu, bileşenleri hassas bir şekilde kontrol etmek için önemli ölçüde daha büyük aynalar ile yeni yazılım ve donanım gerekiyor. Daha önce profesyonel bir kamera kullandıysanız, sayısal açıklığın artırılmasının daha keskin bir odakla sonuçlandığını bilirsiniz ancak bu aynı zamanda daha sığ bir odak derinliğidir. Aynı durum High NA EUV litografi için de geçerli. ASML'nin mevcut nesil EUV makineleri 13 nanometre çözünürlüğe sahip çipler oluşturabiliyor. Yeni nesil, 8 nanometre boyutunda parçalar oluşturmak için High-NA kullanacak.
Günümüzde EUV kullanan birincil şirket, müşterileri arasında Apple, Nvidia ve Intel'in de bulunduğu TSMC'dir. Intel, EUV'yi benimsemekte gecikti ve sonuç olarak rakiplerinin gerisinde kaldı, bu nedenle son zamanlarda üretiminin bir kısmını TSMC'ye dış kaynak olarak verme kararı aldı. Ancak Intel, bu sefer geç kalmadı, hatta muhtemelen rakiplerinden daha erken bu makinelerden alacak.
MOORE YASASI NEDİR?
Intel şirketinin kurucularından Gordon Moore'un 19 Nisan 1965 yılında Electronics Magazine dergisinde yayımlanan makalesi ile teknoloji tarihine kendi adıyla geçen yasa olan 'Moore Yasası', kısaca, belirli bir silikon alanındaki transistör sayısının kabaca iki yılda bir ikiye katlanması gerekmesidir. Ancak gerçek ise bambaşka, zira bunu başarmak için hayal bile edilemeyecek kadar zaman, enerji, insan ve makine gerekiyor.
ASML'nin baş teknoloji sorumlusu Martin van den Brink, firmanın, e-beam ve nanoimprint litografi de dahil olmak üzere EUV için önerilen halefleri araştırdığını ancak hiçbirinin önemli bir yatırımı haklı çıkaracak kadar güvenilir bulmadığını söylüyor. Litografik makinelerin verimini hızlandırırken termal kararlılığı ve fiziksel bozuklukları hesaba katan yeni yöntemlerin verimi artırmaya yardımcı olacağını öngörüyor. Çipler daha hızlı hale gelmese bile, en gelişmiş çiplerin daha ucuz hale gelmesi ve daha yaygın kullanımını mümkün görüyor.
Öte yandan, firmalar da sürekli küçülmenin en iyi ve tek seçenek olmadığını biliyor. Intel gibi şirketler, çip üzerinde dikey yönlü bileşen oluşturmak için araştırmalarını sürdürüyor. Örneğin, dikey CFET transistörler... Dikey çiplerle performans da artacaktır. Yani Moore Yasası devam edecek ancak nasıl yapıldığından farklılıklar olacak.
TEK BİR MAKİNENİN FİYATI 400 MİLYON DOLAR
High-NA EUV ile bilim insanları, 2nm ve altı işlem düğümlerini hedefliyor. 2nm nanosheet teknolojisi, tırnak büyüklüğündeki tek bir çip üzerinde 50 milyar transistöre imkan tanıyacak. Ancak çip devrelerini bu minik boyutlarda basabilmek için o kadar hassas bir lazer çözünürlüğü gerekiyor ki, mevcut makineler bile bunu seri üretime elverişli bir şekilde yapmakta yetersiz kalıyor.
Üretken yapay zeka gibi teknolojilerde ilerleme devam ettikçe, çok geçmeden daha güçlü çiplere ihtiyaç duyacağımıza şüphe yok. Bunları inşa etmek için, daha da küçük parçalar basabilen yeni araçlara ve bunu gerçeğe dönüştürecek bir ekosisteme ihtiyacımız var.
ASML, 2024 yılında High-NA EUV (yüksek sayısal açıklıklı aşırı ultraviyole - high-numerical aperture extreme ultraviolet) sevkiyatlarına başlayacak. Bu makinelerin fiyatı ise 350 milyon ila 400 milyon dolar.
Sayısal açıklık, yani NA, önceki makinelere göre 0,33'ten 0,55'e yükseltilerek 2 nanometre (nm) veya altındaki işlem düğümlerinin geliştirilmesi için gerekli olan desen çizimini mümkün hale getiriyor.
ASML CEO'su Peter Wennink, 2026 ile 2027 yılları arasında seri üretime geçeceklerini ve üretim kapasitesini artırmaya çalışacaklarını belirtti.
EUV sürecinde geride kalarak pazarda arka plana düşen Intel, ilk High-NA EUV makinelerini teslim alacak şirket konumunda.
'da Takip Edin!
