Het Belgische onderzoekscentrum imec heeft een belangrijke doorbraak bereikt in de wereld van chipproductie. Samen met ASML is het imec gelukt om chipstructuren te ontwikkelen die kleiner zijn dan ooit tevoren.
Dankzij de nieuwste machines van ASML, die gebruikmaken van geavanceerde High-NA EUV-lithografie, is imec erin geslaagd om willekeurige logische structuren te “printen” met een grootte van slechts 9,5 nanometer en een tussenafstand van 19 nanometer. Dit betekent dat de transistoren op deze nieuwe chips kleiner zijn en dichter bij elkaar staan dan wat met de huidige technologie mogelijk is. Deze ontwikkeling zal de volgende generatie chips niet alleen efficiënter maken, maar ook minder energie laten verbruiken.
Vooruitgang op meerdere fronten
Naast de verkleining van de logische structuren, boekt imec ook vooruitgang in andere chipstructuren. Zo heeft het centrum DRAM-structuren kunnen realiseren op een schaal van 32 nanometer en zijn random vias, een cruciaal onderdeel in chipdesign, geëtst met een onderlinge afstand van 30 nanometer. Deze structuren zijn al aanwezig in huidige processors, maar ze zijn in de nieuwe aanpak kleiner en efficiënter geproduceerd.
De techniek die deze innovaties mogelijk maakt, is High-NA EUV-lithografie. EUV, wat staat voor extreem ultraviolet licht, wordt gebruikt om structuren op een silicium wafer te etsen, de basis van elke chip. De toevoeging van ‘High Numerical Aperture’ (High-NA) aan dit proces zorgt voor een ongekende nauwkeurigheid bij het etsen van deze structuren, wat cruciaal is voor het creëren van kleinere en efficiëntere transistoren.
Efficiëntere productie met enkelvoudige belichting
Een andere belangrijke innovatie die imec met de nieuwe ASML-machines heeft bereikt, is het vermogen om logische structuren te etsen met een enkele blootstelling aan licht. Dit in tegenstelling tot de huidige methode, waar meerdere belichtingen nodig zijn. Deze vereenvoudiging in het productieproces leidt tot een hogere efficiëntie en een hogere opbrengst, wat betekent dat er minder defecte chips worden geproduceerd.
Terwijl bedrijven zoals TSMC en Intel al chips produceren op de 5nm- en 3nm-nodes, toont deze doorbraak van imec en ASML aan dat er nog steeds ruimte is voor verdere miniaturisering en verbetering. De 2nm-procesnode, waar vaak naar wordt verwezen in de marketing van chipfabrikanten, geeft niet direct de grootte van de structuren op de chip weer, maar eerder het productieproces en de specificaties daarvan. Wat imec en ASML nu hebben bereikt, is een structuur die kleiner is dan wat eerder voor mogelijk werd gehouden.