Das ASML-Fotolithografiegerät wiegt etwa 180 Tonnen und kostet etwa 170 Millionen US-Dollar.
Das Samsung-Konglomerat (Südkorea) versuchte, mit TSMC (Taiwan) bei der Herstellung der neuesten Generation von Mikroschaltungen zu konkurrieren, und unternahm extreme Maßnahmen. Wie es bekannt wurde Nikkei Asien, im Herbst 2020, die Vice President von Samsung Electronics Lee Jae-yong (de facto ist das Haupt alle Samsung) flog in den Niederlanden mit der Verwaltung zu verhandeln ASML , das Weltmonopol in der Ausrüstungsmarkt für die fortschrittlichste Version der Fotolithografie im tiefen Ultraviolett (EUV).
Nikkei Asia nennt diese Reise inmitten der Pandemie einen verzweifelten Schritt. Die Koreaner versuchen, nach einzigartigen ASML-Scannern zu betteln, von denen mehr als 70% jetzt an ihren Hauptkonkurrenten gehen - die taiwanesische TSMC.
ASML Twinscan NXE: 3400B Tief-UV-Photolithographieeinheit unterstützt das Ätzen von 7- und 5-nm-Elementen im industriellen Maßstab (125 oder mehr Wafer pro Stunde)
Wie im ASML-Artikel beschriebenEin Stepper ist ein Grundgerät, das bei der Herstellung von integrierten Halbleiterschaltungen verwendet wird. Während der Arbeit des Schrittmachers wird das Muster aus der Maske wiederholt in ein Muster auf verschiedenen Teilen des Halbleiterwafers umgewandelt. Der Stepper erhielt seinen Namen aufgrund der Tatsache, dass jede Belichtung in kleinen rechteckigen Bereichen (in der Größenordnung von mehreren Quadratzentimetern) erfolgt; Um die gesamte Platte freizulegen, wird sie in Schritten bewegt, die ein Vielfaches der Größe des belichteten Bereichs betragen (Step-and-Repeat-Vorgang). Nach jeder Bewegung wird zusätzlich die korrekte Positionierung überprüft.
Moderne lithografische Installationen können nicht einen Schritt, sondern einen Scan-Betriebsmodus verwenden. Sie werden als Step-and-Scan bezeichnet. Während der Belichtung bewegen sich sowohl die Platte als auch die Maske in entgegengesetzte Richtungen.
Step-and-Scan-Konzept
Dieses Gerät ist für die fortschrittlichen Produkte des südkoreanischen Unternehmens unverzichtbar. Während der gesamten Zeit, in der ASML etwa 100 dieser Maschinen hergestellt und in die ganze Welt geliefert hat, gingen mehr als 70% davon an den Konkurrenten von Samsung, Taiwan Semiconductor Manufacturing Co.
Offensichtlich bleiben Maschinen für die Fotolithografie im tiefen Ultraviolett nach der 5-nm-Prozesstechnologie ein sehr seltenes Gut, und Samsung bemüht sich, sie zu erwerben, dh die Quote von ASML zu erhöhen.
Es ist zu beachten, dass der Stepper / Scanner nur ein Glied in der technologischen Kette von Dutzenden von Geräten ist. Obwohl der Hauptlink. Die Kosten für eine moderne Mikroschaltungsfabrik belaufen sich mit der gesamten Ausrüstung auf etwa 10 bis 12 Milliarden US-Dollar. Darüber hinaus sind die Fortschritte so schnell, dass die Anlage in einigen Jahren veraltet sein wird. Investitionen können sich nur in einer sehr großen Produktion amortisieren.
Nikkei Asia schreibtDie Reise des De-facto-Geschäftsführers von Samsung signalisiert eine Krise für ein Unternehmen, das TSMC im Bereich fortschrittlicher Halbleiter abgetreten hat: „Samsung hat Probleme, fortschrittliche Produkte wie die Zentraleinheit für Smartphones in Massenproduktion herzustellen, und verliert Marktanteile bei der Auftragsfertigung . Die Minderwertigkeit fortschrittlicher Produkte könnte die Wettbewerbsfähigkeit anderer wichtiger Samsung-Produkte wie RAM und Smartphones schwächen. “
Für Analysten von Drittanbietern ist die technologische Lücke zu TSMC offensichtlich, obwohl das Management von Samsung dies nicht zugeben will: „Unsere Wettbewerbsfähigkeit bei fortschrittlichen Prozessen ist vergleichbar. Wir haben Aufträge von Großkunden erhalten und schließen die Lücke “, sagte Kim Kinam, stellvertretender Vorsitzender von Samsung Electronics und Leiter der Halbleitersparte, als er auf einer Hauptversammlung im März nach dem Technologiebruch mit TSMC gefragt wurde.
Einige Anbieter sagen jedoch, dass das Unternehmen den Übergang zum hochmodernen 5-nm-Prozess verzögert hat. Wenige Monate nach TSMC wurde eine Massenproduktion von 5 nm gestartet, und die technologische Kluft hat sich seitdem vergrößert.
Wahrscheinlich war die Verzögerung auf einen akuten Mangel an Geräten zurückzuführen, der den Chef von Samsung zwang, dringend die Niederlande zu besuchen. Anscheinend konnte Samsung nicht so viele ASML-Produktionsstätten wie TSMC buchen.
Die Investition ist enorm. Im April kündigte TSMC Pläne an, in den nächsten drei Jahren Investitionen in Höhe von 100 Milliarden US-Dollar als Reaktion auf einen globalen Halbleitermangel vorzusehen.
Zum Vergleich: Das Jahresbudget der Russischen Föderation beläuft sich auf rund 254 Milliarden US-Dollar.
Samsung plant, bis 2021 rund 40 Milliarden US-Dollar zu investieren, aber der größte Teil davon wird für DRAM und andere Speicherchips verwendet. Die Investition ist geringer als bei TSMC, das auf Auftragsfertigung spezialisiert ist.
Laut dem taiwanesischen Forschungsunternehmen TrendForce gewinnt TSMC die Führung und erhöht seinen Anteil an der Auftragsfertigung im ersten Quartal auf 56%. 2021 (+2 p.p. im letzten Jahr, +8 p.p. im Vergleich zum Vorjahr), während das zweitplatzierte Samsung im gleichen Zeitraum 1 Prozentpunkt des Marktes verlor.
Große amerikanische Kunden wie Apple und AMD lagern fast alle ihre Bestellungen an TSMC aus, was es für ein anderes Unternehmen äußerst schwierig macht, den gleichen Produktionsmaßstab zu erreichen.
Wachsende Spannungen zwischen den USA und China spielen ebenfalls eine Rolle. Taiwan und die USA haben sich gegen Peking zusammengetan, während Südkorea eine bilaterale Diplomatie unterhält, die die Gefahr birgt, südkoreanische Unternehmen von Halbleiter-Lieferketten zu isolieren, befürchten Experten.
Die abnehmende Wettbewerbsfähigkeit von Samsung bei fortschrittlichen Halbleitern könnte sich in Marken-Smartphones widerspiegeln, die selbst gefertigte CMOS-Prozessoren und Bildsensoren verwenden. Apple lagert seine gesamte Prozessorproduktion an TSMC aus, sodass die technologische Verzögerung von Samsung gegenüber TSMC zu einer Leistungslücke zwischen Samsung-Smartphones und Apple-Smartphones führen kann.