Khánh Vân
Writer
ASML và cỗ máy in thạch bản EUV độc quyền đang định hình tương lai công nghệ toàn cầu, giữa tâm điểm cuộc đua Mỹ - Trung và tham vọng của đối thủ Canon.
Những điểm chính
Cỗ máy EUV thế hệ mới nhất của ASML là một kỳ quan công nghệ thực sự. Với trọng lượng lên tới 150 tấn và mức giá khoảng 350 triệu USD, nó hoạt động dựa trên một quy trình cực kỳ phức tạp: bắn 50.000 giọt thiếc nóng chảy mỗi giây vào một buồng chân không. Mỗi giọt thiếc sau đó nhận hai xung laser – một xung yếu để làm dẹt nó ra, và một xung cực mạnh để làm nó bốc hơi hoàn toàn, tạo thành plasma siêu nóng với nhiệt độ gần 220.000 độ C, nóng gấp 40 lần bề mặt Mặt Trời. Chính plasma này phát ra ánh sáng EUV có bước sóng siêu ngắn 13.5nm.
Ánh sáng quý giá này sau đó được điều hướng qua một hệ thống gương phản chiếu siêu nhẵn (độ nhám chỉ tính bằng picomet – phần nghìn tỷ mét), đi qua một mặt nạ chứa bản thiết kế mạch điện, và cuối cùng khắc họa tiết siêu nhỏ lên tấm wafer silicon phủ chất nhạy sáng. Quá trình này lặp đi lặp lại để tạo ra hàng trăm con chip trên mỗi tấm wafer, mỗi con chip chứa hàng tỷ bóng bán dẫn (transistor) và hàng km dây dẫn siêu mảnh.
Chính năng lực chế tạo cỗ máy phức tạp này đã biến ASML thành "xương sống" của ngành sản xuất chip hiện đại. Các ông lớn như TSMC, Samsung và Intel đều phụ thuộc hoàn toàn vào máy EUV của ASML để sản xuất chip AI, chip điện thoại thông minh và bộ xử lý cao cấp với quy trình dưới 7 nanomet (nm). Ngay cả với công nghệ cũ hơn DUV (Deep Ultraviolet), ASML vẫn chiếm hơn 90% thị phần.
Vị thế độc quyền này đặt ASML vào trung tâm của cuộc cạnh tranh công nghệ địa chính trị. Để ngăn chặn Trung Quốc tiếp cận khả năng sản xuất chip AI tiên tiến, Mỹ đã cấm ASML bán các máy EUV thế hệ mới nhất cho các công ty Trung Quốc. Đáp lại, Bắc Kinh đang đầu tư hàng tỷ USD vào việc phát triển công nghệ thay thế nội địa, với những bước tiến ban đầu từ công ty nhà nước SMEE trong việc chế tạo máy DUV 28nm. Tuy nhiên, việc tái tạo công nghệ EUV và chuỗi cung ứng khổng lồ của ASML (hơn 5.000 nhà cung cấp) là một thách thức cực lớn.
Trong cuộc đua công nghệ khắc nghiệt này, ASML không ngừng cải tiến. Hãng đã nâng cấp từ DUV (bước sóng 193-248nm) lên EUV (13.5nm). Hệ thống mới nhất là EUV khẩu độ cao (High-NA), sử dụng gương lớn hơn với khẩu độ số 0.55, cho phép in chi tiết nhỏ tới 8nm. ASML còn đang nghiên cứu công nghệ "siêu khẩu độ" (Hyper-NA) với khẩu độ trên 0.75, hứa hẹn độ phân giải cao hơn nữa, dù đối mặt thách thức về kích thước, chi phí và năng lượng tiêu thụ. Thậm chí, nghiên cứu về ánh sáng 6nm cũng được xem là "kế hoạch B".
Trong khi ASML thống trị công nghệ quang khắc dựa trên ánh sáng, đối thủ Nhật Bản Canon đang đặt cược vào một hướng đi khác: in nổi nano (Nanoimprint Lithography - NIL). Công nghệ này hoạt động như một máy dập, ép trực tiếp một khuôn mẫu chứa thiết kế mạch lên tấm wafer phủ nhựa lỏng, sau đó dùng tia UV làm cứng lớp nhựa. Canon ước tính NIL có thể rẻ hơn 40% so với EUV. Tuy nhiên, công nghệ này gặp nhiều thách thức: nguy cơ lỗi lặp lại nếu khuôn bị hỏng, độ chính xác căn chỉnh giữa các lớp cực kỳ khắt khe và năng suất thấp hơn đáng kể (máy NIL mới nhất đạt 110 wafer/giờ so với >180 wafer/giờ của EUV). Hiện tại, NIL phù hợp hơn cho sản xuất chip nhớ hoặc các linh kiện đơn giản, và có thể đóng vai trò bổ trợ cho EUV trong tương lai.
Cuộc đua công nghệ bán dẫn vẫn đang diễn ra quyết liệt. ASML, với những cỗ máy "nóng hơn mặt trời" của mình, hiện vẫn giữ vững vị thế là người quyết định tốc độ phát triển của AI và tương lai điện toán. Tuy nhiên, áp lực từ cạnh tranh địa chính trị và các công nghệ thay thế tiềm năng buộc gã khổng lồ Hà Lan phải không ngừng đổi mới để bảo vệ ngôi vị thống trị của mình.
Những điểm chính
- ASML (Hà Lan) là công ty duy nhất trên thế giới sản xuất máy in thạch bản EUV, công nghệ cốt lõi để tạo ra chip AI và bộ xử lý tiên tiến (<7nm).
- Cỗ máy EUV mới nhất của ASML tạo ra ánh sáng EUV 13.5nm từ plasma thiếc siêu nóng (220.000°C), có giá khoảng 350 triệu USD và nặng 150 tấn.
- Do vị thế độc quyền, ASML trở thành tâm điểm địa chính trị, với việc Mỹ cấm bán công nghệ EUV tiên tiến nhất cho Trung Quốc.
- Trung Quốc đang nỗ lực phát triển công nghệ thay thế (tối ưu hóa DUV, SMEE), trong khi Canon (Nhật Bản) thúc đẩy công nghệ in nổi nano (NIL) rẻ hơn nhưng còn hạn chế về năng suất và độ chính xác.
- ASML tiếp tục nghiên cứu công nghệ EUV tiên tiến hơn (High-NA 8nm, Hyper-NA) để duy trì vị thế dẫn đầu trong cuộc đua công nghệ bán dẫn toàn cầu.
Cỗ máy EUV thế hệ mới nhất của ASML là một kỳ quan công nghệ thực sự. Với trọng lượng lên tới 150 tấn và mức giá khoảng 350 triệu USD, nó hoạt động dựa trên một quy trình cực kỳ phức tạp: bắn 50.000 giọt thiếc nóng chảy mỗi giây vào một buồng chân không. Mỗi giọt thiếc sau đó nhận hai xung laser – một xung yếu để làm dẹt nó ra, và một xung cực mạnh để làm nó bốc hơi hoàn toàn, tạo thành plasma siêu nóng với nhiệt độ gần 220.000 độ C, nóng gấp 40 lần bề mặt Mặt Trời. Chính plasma này phát ra ánh sáng EUV có bước sóng siêu ngắn 13.5nm.
Ánh sáng quý giá này sau đó được điều hướng qua một hệ thống gương phản chiếu siêu nhẵn (độ nhám chỉ tính bằng picomet – phần nghìn tỷ mét), đi qua một mặt nạ chứa bản thiết kế mạch điện, và cuối cùng khắc họa tiết siêu nhỏ lên tấm wafer silicon phủ chất nhạy sáng. Quá trình này lặp đi lặp lại để tạo ra hàng trăm con chip trên mỗi tấm wafer, mỗi con chip chứa hàng tỷ bóng bán dẫn (transistor) và hàng km dây dẫn siêu mảnh.
Chính năng lực chế tạo cỗ máy phức tạp này đã biến ASML thành "xương sống" của ngành sản xuất chip hiện đại. Các ông lớn như TSMC, Samsung và Intel đều phụ thuộc hoàn toàn vào máy EUV của ASML để sản xuất chip AI, chip điện thoại thông minh và bộ xử lý cao cấp với quy trình dưới 7 nanomet (nm). Ngay cả với công nghệ cũ hơn DUV (Deep Ultraviolet), ASML vẫn chiếm hơn 90% thị phần.
Vị thế độc quyền này đặt ASML vào trung tâm của cuộc cạnh tranh công nghệ địa chính trị. Để ngăn chặn Trung Quốc tiếp cận khả năng sản xuất chip AI tiên tiến, Mỹ đã cấm ASML bán các máy EUV thế hệ mới nhất cho các công ty Trung Quốc. Đáp lại, Bắc Kinh đang đầu tư hàng tỷ USD vào việc phát triển công nghệ thay thế nội địa, với những bước tiến ban đầu từ công ty nhà nước SMEE trong việc chế tạo máy DUV 28nm. Tuy nhiên, việc tái tạo công nghệ EUV và chuỗi cung ứng khổng lồ của ASML (hơn 5.000 nhà cung cấp) là một thách thức cực lớn.
Trong cuộc đua công nghệ khắc nghiệt này, ASML không ngừng cải tiến. Hãng đã nâng cấp từ DUV (bước sóng 193-248nm) lên EUV (13.5nm). Hệ thống mới nhất là EUV khẩu độ cao (High-NA), sử dụng gương lớn hơn với khẩu độ số 0.55, cho phép in chi tiết nhỏ tới 8nm. ASML còn đang nghiên cứu công nghệ "siêu khẩu độ" (Hyper-NA) với khẩu độ trên 0.75, hứa hẹn độ phân giải cao hơn nữa, dù đối mặt thách thức về kích thước, chi phí và năng lượng tiêu thụ. Thậm chí, nghiên cứu về ánh sáng 6nm cũng được xem là "kế hoạch B".
Trong khi ASML thống trị công nghệ quang khắc dựa trên ánh sáng, đối thủ Nhật Bản Canon đang đặt cược vào một hướng đi khác: in nổi nano (Nanoimprint Lithography - NIL). Công nghệ này hoạt động như một máy dập, ép trực tiếp một khuôn mẫu chứa thiết kế mạch lên tấm wafer phủ nhựa lỏng, sau đó dùng tia UV làm cứng lớp nhựa. Canon ước tính NIL có thể rẻ hơn 40% so với EUV. Tuy nhiên, công nghệ này gặp nhiều thách thức: nguy cơ lỗi lặp lại nếu khuôn bị hỏng, độ chính xác căn chỉnh giữa các lớp cực kỳ khắt khe và năng suất thấp hơn đáng kể (máy NIL mới nhất đạt 110 wafer/giờ so với >180 wafer/giờ của EUV). Hiện tại, NIL phù hợp hơn cho sản xuất chip nhớ hoặc các linh kiện đơn giản, và có thể đóng vai trò bổ trợ cho EUV trong tương lai.
Cuộc đua công nghệ bán dẫn vẫn đang diễn ra quyết liệt. ASML, với những cỗ máy "nóng hơn mặt trời" của mình, hiện vẫn giữ vững vị thế là người quyết định tốc độ phát triển của AI và tương lai điện toán. Tuy nhiên, áp lực từ cạnh tranh địa chính trị và các công nghệ thay thế tiềm năng buộc gã khổng lồ Hà Lan phải không ngừng đổi mới để bảo vệ ngôi vị thống trị của mình.
