Azért messze nincs a GF-nek olyan szintű időbeli előnye a többi félvezető gyártóval szemben, mint ahogy az első bekezdésedben vázolod.
Anno 2006-ban az ASML két EUV ADT(alfa development tool) ezközt üzemelt be két gyártói csoportosulást összefogó fejlesztői központban: IMEC [link] CNSE [link]. Ezeket az eszközöket a kétfejlesztői csoportosulások tagjai(több tucat nagyobb és kisebb cégről van szó) az elmúlt 4 év során aktívan használták és publikálták az elért eredményeket. Ezek az eszközök ahogy az ADT is mutatja a nevükben, korai fejlesztésekhez voltak alkalmazhatók, a kihozataluk nagyon alacsony volt alig 5 wph.
Idén év végéig és jővő év elején az ASML az eszköz generációk következő fázisába lép az NXE 3100 berendezésével. Ezek már béta eszközök és ezekből hatot fognak kiszállítani nagyobb eszközgyártókhoz az elkövetkezendő egy év során. Ezekkel tovább lehet lépni a fejlesztésekkel, hisz nem egy távoli telephelyen, fejlesztési központokban osztoznak a gyártók egy közös fejlesztési erőforráson, hanem saját gyártóbázisukon kizárólagosan folytathatják a tapasztalatszerzést. Ezen eszközök kihozatala is már sokat javul 60-100 wph-t is elérheti.
A harmadik generációs NXE 3300-as eszközök 2012 vége, 2013 eleje felé érkezhetnek, ezek már HVM(high volume manufacturing) termeléshez készülnek >150wph kihozatallal. Az GF ezekből az eszközökből kíván majd építkezni, ha elérhető válnak, ahogy rajta kívül még több más félvezető gyártó is. A GF-en kívül az elmúlt évben több más félvezető gyártó is tett hasonló bejelentéseket hogy EUV eszközöket kíván fejlesználni a későbbi gyártása során pl. Intel, Samsung, TSMC.
Az első gyakorlati tömegtermelés felhasználása az EUV-nek nem igazán logic chipeknél lesz, hanem egyszerűbb felépítésű DRAM vagy NAND flash chipek gyártásánál. Nem véletlen hogy a GF bejelentésben is csak 2014/15-ös dátum szerepel, mire tömegtermelésben ezen alapuló chipek megjelenhetnek 15nm-en. A tömegtermelés beindulása előtti 2 évben már rendelkezésre kellene állnia a szükséges eszközöknek, hogy a 2 éves gyártás felfutattási időszak probléma nélkül levezényelhető legyen. Ennek pedig csak az NXE 3300-as eszközök elérhetősége után úgy 2 évvel lesz igazán realítása, főleg logic termékek esetén, DRAM, NAND esetén valószínűleg kicsivel hamarabb. Épp ezért jelentette be az Intel a tavalyi Semicon-on hogy 15nm-en nem valószínű hogy EUV-t tudnának használni, hisz ahhoz már 2011-be rendelkezésükre kellene hogy álljanak az NXE 3300-as eszközök, amire az ASML roadmapja alapján nincs semmi esélyük, ezért kénytelenek a 193nm-es litográfiai megoldásra alapozni.
[link] [link]
Az iparágnak komoly gondja hogy az EUV litográfiai nem lesz elérhető olyan gyorsan ahogy anno szerették volna, hanem hosszú évek óta késik. Igazából más litográfiai megoldások sincsenek előrébb. Pl. az e-beam még korábbi fejlesztési stádiumban tart így arra még tovább kell várni HVM-hez. Ráadásul az e-beam inkább a korai fejlesztési stádiumoknál lesz igazán jó vagy a kisebb volumenű gyártás igénylő termékeknél, ott tud igazán költséghatékony megoldás lenni. Nagy volumenű HVM-hez az e-beam nem igazán hatékony, csak akkor lenne ha nyalábok számosságát drasztikusan megnövelnék, ez pedig már annak is az árát és komplexitását az egekbe emeli. Az e-beam "ADT"-je 300 nyalábot használt, az béta eszköznél a cél 13ezer lenne, de hogy egy EUV-t HVM-mel megegyező kihozatalt el lehessen érni ahhoz száz ezret jóval meghaladó nyaláb számosságra lenne szükség. A nano imprint technológia iránt mint harmadik alternatíva a memo/logic jellegű felhasználásnál nem igazán mutatnak érdeklődést a félvezető gyártók. A nano imprint iránt eddig inkább az LCD és HDD gyártók mutattak érdeklődést, a ő következő generációs eszközeiknél szándékoznak erre a technológiára alapozni. Negyed lehetőségnek pedig ott van még a jó öreg 193nm-es litográfia tovább fejlesztése és minél további időbeli kitolása. Persze itt már rég határokat feszegetnek, így egyre nehezebb, de jelenleg jobb megoldás még nem elérhető amivel tömeggyártást lehetne csinálni. És minél bonyolultabb megoldások felé kényszerülnek a költségek is annál drasztikusabban emelkednek, de igazából az új generációs megoldásokon alapuló eszközök sem lennének olcsóak.
Anno 80-as évek közepén úgy 1 millió dollár körül volt egy litográfia eszköz, most már $40-60 körül járnak. Akár a 193nm-t viszik tovább, akár EUV vagy e-beam felé orientálódnak egy új generációs eszköz ára mindnél erősen a $200 millió felé fog eltolódni. A Moore törvény gátja sokkal inkább gazdasági mint technológiai. Újabb, modernebb megoldásokat sokkal könnyebben tudnak fejleszteni, de az sokkal nehezebben érhető el hogy ezek költségszintje is értelmes határon belül tartható legyen. Ezért is konszolidálódik majd a félvezető ipar a jővőben, hisz egyre kevesebb cég engedhet majd meg egyre drágább beruházásokat. És ahhoz hogy költséghatékonyan, megfelelő eladott darabszám mellett ki tudja termelni a beruházások költségeit annak egyre kevesebb cég tud majd megfelelni. Ha e mellé még bejön a 450mm-es wafer alapú gyártás is, akkor pedig még inkább megrostálódik a mezőny pénzügyi háttér alapján.
A grafén és szén nanocsöves anyag alapkutatások erősen a jővő évtizednek szólnak, nem a jelenlegi évtizedben lesznek még felhasználva a gyakorlatban. Előttik még jönnek olyan fejlesztés bevezetések, amelyek alapkutatásai még azok előtt zajlottak és majd a mostani évtizedre érnek be. Pl. 15nm környékén várható majd a bevezetése 2D sík tranzisztorokból a 3D irányba való előrelépés a FenFET vagy tri-gate tranzisztorokkal. 10nm körül a heterogén kialakítások, III-V tranzisztorokkal. A 3D TSV a chipek 3D irányba történő terjeszkedése előtt nyithatja meg az utat. A III-V félvezetők heterogén megjelenése pedig további optikai vagy RF fejlődés előtt nyithatja meg az utat: pl. silicon photonics először off-chip interconnecthez, majd a következő évtizedben már akár on-chip interconnecthez is.
Szóval a jővőbeli fejlődésnek igazán látni gátját, továbbra is folynak az alapkutatások, amik majd a további évtizedek termékeihez próbálják megalapozni a jővőt és ezek azért bíztatónak tűnnek. Sokkal inkább kérdéses költség oldala az egésznek, az mennyire növekszik majd rohamosabb ütemben, mint maga a technológia. Mert ha idővel eljutnak oda hogy valami technológiailag megvalósítható lenne, de csak olyan költségszint mellett amit már a mainstream piac nem lesz hajlandó megfizetni, akkor gondba lesz a Moore-törvény és vele együtt a félvezető piac is. Persze ez egy 300 milliárd dolláros iparág, aminek üzleti érdeke hogy a jővőben is fennmaradjon kereslet.