Bỉ Ngạn Hoa
Writer
Brienna Hall có vai trò quan trọng nhất ở công ty quan trọng nhất trên thế giới hiện nay.
Cho đến khi bắt đầu làm việc tại ASML vào năm ngoái, Brienna Hall không biết gì nhiều về công ty. Cô cũng không biết mình sẽ làm gì với tư cách là một kỹ sư hỗ trợ khách hàng. Và cô hoàn toàn không biết rằng nó sẽ rất cần thiết cho nền kinh tế toàn cầu.
Khi cô báo cáo ca làm việc của mình tại một nhà máy sản xuất chip, Brienna Hall mặc một bộ đồ bảo hộ che gần kín cơ thể. Cô bước vào một căn phòng nơi không khí trong lành sạch hơn 100 lần so với phòng phẫu thuật của bệnh viện. Sau đó, cô đi đến một cỗ máy phức tạp không thể hiểu nổi.
Công việc của cô là phải biết mọi thứ về cỗ mày đó để có thể sửa nó.
“Tôi nghĩ mình đã có công việc tuyệt vời nhất từ trước đến nay,” Brienna Hall nói. “Tôi đã không xử lý được sự thật rằng công việc này là cần thiết để toàn bộ thế giới của chúng ta tồn tại như hiện tại.”
Thiết bị mà toàn bộ thế giới đã tin tưởng và cô được đào tạo đặc biệt để xử lý được gọi là máy in thạch bản cực tím (EUV).
Brienna Hall, kỹ sư của ASML, đang chuẩn bị vào làm việc tại một nhà máy sản xuất chip.
Đó là cỗ máy sản xuất ra những vi mạch tiên tiến nhất trên hành tinh. Nó được chế tạo bằng các công nghệ khoa học nghe có vẻ giống khoa học viễn tưởng. Cả thế giới hiện nay chỉ còn vài trăm cỗ máy EUV này tồn tại và chúng có giá cực kỳ đắt đỏ. Chiếc máy mà Brienna Hall bảo trì có giá 170 triệu USD, trong khi các mẫu EUV mới nhất được bán với giá khoảng 370 triệu USD.
Nhưng có lẽ điều đáng chú ý nhất về những cỗ máy vô giá này là tất cả chúng đều được sản xuất bởi cùng một công ty: ASML.
ASML là chất keo gắn kết hoạt động kinh doanh chip. Đó là vì công ty Hà Lan này chịu trách nhiệm cho tất cả các hệ thống quang khắc EUV giúp tạo ra chip trong rất nhiều thiết bị điện tử hiện nay như điện thoại, máy tính, máy tính bảng, TV và thậm chí có thể là cả ô tô của bạn nữa.
Những cỗ máy này đã trở nên không thể thiếu. Và chúng phụ thuộc vào công sức vô hình của Brienna Hall.
Cô ấy là một trong những kỹ sư được phân công đến các nhà máy đúc chip, nơi khách hàng của ASML sản xuất chất bán dẫn. Brienna Hall làm việc tại Boise, trụ sở chính của hãng bán dẫn Micron Technology.
Tinh vi đến mức không tưởng
Máy EUV không phải là một điều kỳ diệu mà là một phép màu.
Máy quang khắc cực tím của ASML có giá khoảng 370 triệu USD và cần ba chiếc 747 để vận chuyển.
Câu chuyện về nguồn gốc của chúng bắt đầu cách đây 40 năm trong một nhà kho dột nát ở Hà Lan với sự ra đời của Advanced Semiconductor Materials Lithography (ASML). Vào thời điểm đó, in chip bằng ánh sáng cực tím là một ý tưởng tuyệt vời. Biến nó thành hiện thực sẽ cần nhiều thời gian và tiền bạc hơn những gì những người có tầm nhìn xa trông rộng đã mơ về công nghệ kỳ diệu này có thể thấy trước.
Đó là một quá trình bao gồm việc làm bay hơi các giọt thiếc nóng chảy tạo ra ánh sáng không có trong tự nhiên trên Trái đất. Hoặc ít nhất đó là cách đơn giản nhất để hiểu khoa học cực kỳ phức tạp về quang khắc cực tím.
Các giọt bị bắn phá bởi các xung laser kép - các vụ nổ xảy ra 50.000 lần một giây. Xung đầu tiên làm phẳng chúng. Xung thứ hai xóa chúng thành plasma phát ra ánh sáng EUV. Sau đó, ánh sáng đó được thu thập bằng cách sử dụng các gương mịn nhất từng được phát minh và hướng về phía tấm bán dẫn silicon để khắc hàng tỷ mẫu bóng bán dẫn cực nhỏ.
Câu hỏi quan trọng của ngành công nghiệp bán dẫn là làm thế nào để đóng gói ngày càng nhiều bóng bán dẫn đó trên chip để làm cho chúng ngày càng nhanh hơn. Câu trả lời: bước sóng ánh sáng ngày càng ngắn hơn. Các công cụ quang khắc đầu tiên của ASML đã tạo ra ánh sáng ở bước sóng 436 nanomet. Các máy hiện tại đã thu nhỏ con số đó xuống còn 13,5 nanomet. Điều đó cho phép chúng chế tạo chip ở độ phân giải nhỏ hơn tóc người 10.000 lần.
Càng nghe về quang khắc cực tím, chúng ta sẽ càng thấy thật phi thường khi có người từng tìm ra nó.
ASML đã hợp tác với một công ty quang học của Đức để phát triển các tấm gương phẳng đến mức nếu chúng được phóng to bằng kích thước của chính nước Đức, thì khuyết điểm lớn nhất của chúng sẽ nhỏ hơn một milimét.
Độ chính xác của máy EUV tương đương với việc chiếu một chùm tia laser từ nhà bạn và đánh một quả bóng bàn trên mặt trăng.
Phải mất hàng thập kỷ để những cỗ máy tinh vi đến mức phi lý này đi từ phòng thí nghiệm đến nhà máy. Và cho đến gần đây, vẫn chưa rõ liệu khoản cược táo bạo của công ty vào công nghệ quang khắc EUV có bao giờ thành công hay không. Vào năm 2012, ASML đã hết tiền mặt và đã bán 23% cổ phần cho Intel, Samsung Electronics và TSMC, điều này có nghĩa là những khách hàng lớn nhất của công ty thực sự đã đầu tư vào thành công của công ty.
ASML đã nhanh chóng tăng tốc sản xuất ở tốc độ rất, rất chậm. Công ty đã cung cấp hệ thống EUV đầu tiên vào năm 2010. Phải đến năm 2020, công ty mới cung cấp hệ thống thứ 100. Và năm ngoái là một năm bận rộn: ASML đã xuất xưởng tổng cộng 42 máy EUV.
Hiện chỉ có sáu công ty sở hữu những cỗ máy này để sản xuất chip. Nhưng nhiều công ty khác phụ thuộc gián tiếp vào ASML bao gồm cả những công ty có giá trị nhất trong lịch sử.
Số nhân viên chăm sóc khách hàng (trái) và số máy EUV mà hãng này bán ra đến thời điểm hiện nay.
Apple và Nvidia đều thiết kế chip của riêng mình và thuê ngoài sản xuất ở các nhà máy của TSMC. Điều đó có nghĩa là công nghệ của ASML đóng vai trò then chốt trong việc sản xuất mọi thứ, từ trung tâm dữ liệu AI đến iPhone.
Máy EUV đã trở nên quan trọng đến mức hiện công ty phải thuê một đội quân gồm 10.000 nhân viên hỗ trợ khách hàng để duy trì hoạt động.
"Họ là những chiến binh tuyến đầu của ASML", Jim Koonmen, giám đốc khách hàng của công ty cho biết.
Các khách hàng của ASML mong đợi các công cụ quang khắc của họ hoạt động cả ngày lẫn đêm, nhưng sự gián đoạn là điều không thể tránh khỏi và không thể đoán trước, như nhà báo người Hà Lan Marc Hijink đã viết trong "Focus", cuốn sách của ông về công ty ASML.
TSMC lo ngại về động đất. Intel đã từng truy tìm ra một vấn đề về in thạch bản bắt nguồn từ một loại tiếng ồn - sự thay đổi trong các kiểu gió mang theo khí mê-tan từ các trang trại bò sữa gần đó.
"Tiếng xì hơi của bò", Hijink viết.
Ngoại trừ chứng đầy hơi của bò, thì trục trặc rất hiếm khi xảy ra. Nhưng máy EUV là nút thắt cổ chai của mọi nhà máy. Toàn bộ nhà máy sẽ bị tắc nghẽn nếu nó ngừng hoạt động. Đó là lý do tại sao ASML tuyển dụng nhân viên 24/7 trên toàn thế giới.
Những người như Brienna Hall.
Nền giáo dục của một thợ cơ khí sành điệu
Từ rất lâu trước khi Brienna Hall từng nghe đến ASML, đã có những dấu hiệu cho thấy cô sẽ phù hợp ngay.
Brienna Hall, 29 tuổi, lớn lên ở Seattle với tư cách là một nữ hướng đạo sinh bị ám ảnh bởi việc thắt nút hoàn hảo. Cô là chủ tịch câu lạc bộ tên lửa của trường Cao đẳng Edmonds khi cô lấy bằng liên kết. Tại Đại học Tiểu bang Washington, cô chuyên ngành khoa học vật liệu và kỹ thuật. Cô thích lên kế hoạch cho các chuyến đi cắm trại mặc dù thực tế cô không thích cắm trại. Vào thời gian rảnh rỗi, cô làm việc chân tay như chần bông và ghép các câu đố ghép hình Ravensburger phức tạp lại với nhau.
Khi còn là sinh viên đại học, Hall là chủ tịch câu lạc bộ tên lửa của trường và đã giúp một giáo sư viết sách giáo khoa về cơ học lượng tử.
Tất cả những điều này hóa ra lại là sự chuẩn bị tuyệt vời để điều khiển một cỗ máy có hơn 100.000 bộ phận.
"Bạn luôn phải giải quyết vấn đề", Alex Jordan, một kỹ sư ASML khác cho biết. "Làm thế nào để tôi có thể hiệu quả hơn? Tôi có thể tối ưu hóa điều này ở đâu? Và nếu chúng ta thử thì sao?"
Khi công ty tuyển dụng các vị trí hỗ trợ khách hàng, ASML tìm kiếm những kỹ sư siêng năng, kỷ luật và chú ý đến chi tiết. Brienna Hall có tư duy kỹ thuật và tính khí phù hợp với công việc. Khi một trong những giáo sư của cô nghe nói rằng một công ty bán dẫn đang tuyển dụng, Brienna Hall đã chuyển sơ yếu lý lịch của mình và sớm nhận được email từ ASML yêu cầu cô nộp đơn.
Hầu hết sinh viên đại học không biết gì về ASML. Brienna Hall đã rất thích thú khi người phỏng vấn hỏi cô cảm thấy thế nào khi làm việc trong không gian chật hẹp và mặc bộ đồ bảo hộ kín đáo. Sau đó, cô phát hiện ra rằng công việc sẽ bao gồm cả việc đi công tác xa. Đó là tất cả những gì cô cần nghe để chấp nhận lời đề nghị từ ASML. Cô nói rằng "Tôi luôn muốn đi du lịch" và "tôi hầu như chưa từng đi xuống Bờ Tây".
Chuyến đi dài đầu tiên của cô là một tháng ở Đài Loan để tham gia khóa học Fab Ready 1 tại trung tâm đào tạo của ASML, nơi cô làm quen với các bộ phận của máy EUV: máy quét (bộ phận có gương tập trung ánh sáng vào tấm wafer), nguồn (bộ phận tạo ra ánh sáng) và laser dẫn động (bộ phận có laser).
Cô cũng biết rằng mỗi bộ phận đều có tính cách riêng. Tại nhà máy Micron, máy quét được gọi là Monica giống như nhân vật "Friends".
"Bởi vì mọi thứ phải hoàn hảo", Brienna Hall nói. "Các điều kiện phải hoàn hảo để máy có thể hoạt động".
Cô biết đến Monica khi cô trở về Boise để đào tạo tại chỗ. Trong thời gian đó, cô đã phát triển chuyên môn của mình qua nhiều tháng học lớp Fab Ready 2 tại Đài Loan, San Diego và Đức, nơi cô đã hành hương đến thánh địa giải đố Ravensburg.
Brienna Hall mặc đồ bảo hộ trước khi bước vào phòng sạch
Cô đã học việc gần một năm trước khi được phép tự mình làm việc trên máy EUV. Khi không phải đi công tác ở các châu lục khác nhau, Brienna Hall làm việc tại văn phòng ASML cách khuôn viên của Micron một quãng lái xe ngắn. Cô làm việc theo ca 12 tiếng, từ 6 giờ sáng đến 6 giờ chiều. Vào mùa đông, cô đến làm việc rất lâu trước khi mặt trời mọc và rời đi sau khi mặt trời lặn.
Một số ngày, cô đến thẳng nhà máy. Những ngày khác, cô ngồi ở bàn làm việc, nhìn vào các con số trên nhiều màn hình cho đến khi "Tôi chắc chắn rằng máy sẽ không tự bốc cháy", cô nói. Vào thời điểm đó, Brienna Hall chuyển sự chú ý của mình sang việc lập kế hoạch cho chuỗi hành động mà cô sẽ thực hiện trong "thời gian ngừng hoạt động theo lịch trình", một lần ngừng hoạt động thường xuyên để bảo trì phòng ngừa nhằm giảm thiểu rủi ro "thời gian ngừng hoạt động ngoài lịch trình".
Suy cho cùng, điều duy nhất thỏa mãn hơn việc sửa chữa một cỗ máy là có một cỗ máy không cần phải sửa chữa. Nhưng bất kỳ loại công việc nào trên cỗ máy cũng là điều cô coi là thú vị. Cô thấy căng thẳng khi phải đối phó với những người khác.
"Cỗ máy của chúng tôi đủ phức tạp để có một cá tính, nhưng nó vẫn là một cỗ máy. Nếu bạn nhấn đúng nút, nó sẽ xuất hiện. Bạn chỉ cần tìm ra nút nào cần nhấn. Tôi có thể giải quyết vấn đề đó. Chúng ta có thể giải quyết vấn đề đó", Brienna Hall nói. "Con người phức tạp hơn nhiều so với bất kỳ cỗ máy nào mà tôi biết".
Cuộc sống trong nhà máy bán dẫn
Gần nửa thế kỷ trước, khi bốn doanh nhân ở Boise thành lập Micron trong tầng hầm của một phòng khám nha khoa, một trong những nhà đầu tư của họ là một ông trùm khoai tây địa phương. Ở Idaho, hóa ra ngay cả những con chip vi mô cũng đến từ khoai tây.
Ba người đồng sáng lập Micron Technology gần Boise, Idaho, năm 1983: Anh em sinh đôi Joe và Ward Parkinson hỗ trợ Doug Pitman.
Ngày nay, Micron đang xây dựng một nhà máy sản xuất trị giá 15 tỷ USD tại đây để đưa ngành sản xuất bộ nhớ tiên tiến trở lại đất Mỹ. Nhà máy đang được xây dựng sẽ có diện tích bằng 10 sân bóng đá. Nền móng của nhà máy cần lượng bê tông gấp bốn lần so với Tòa nhà Empire State.
Và bên cạnh hàng chục cần cẩu khổng lồ trong khuôn viên của Micron là nhà máy nghiên cứu hiện tại của công ty. Bên trong là một cỗ máy nặng hơn 13,6 tấn và được đưa từ Hà Lan bằng ba chiếc máy bay chở hàng 747.
Brienna Hall không bao giờ làm việc quá vài ngày mà không vào nhà máy để xem cỗ máy EUV đó.
"Lúc đó tôi thấy ngứa", cô ấy nói, "và tôi tìm lý do để vào đó".
Bất cứ khi nào vào phòng sạch, cô ấy đều che kín từ đầu đến chân, vì ngay cả một hạt bụi cũng có thể gây ra hậu quả thảm khốc. Cô ấy cũng đảm bảo rằng mình sẽ không phải đi vệ sinh. “Tôi sẽ giãn ra và hạn chế nhấp từng ngụm nước và tôi sẽ không uống cà phê,” cô ấy nói.
Dưới ánh đèn vàng mờ ảo, nơi đây nóng nực, ồn ào và mất phương hướng. Nhưng với cô ấy thì không. Khi ở trong nhà máy, cô ấy thường ở trạng thái trôi chảy.
Brienna Hall nói về việc khắc phục sự cố máy EUV giống như cách Stephen Curry nói về việc ném bóng rổ.
“Khi tôi ở trên máy và sửa một vấn đề, mọi thứ khác đều trở nên im lặng và tôi chỉ tập trung vào việc hoàn thành một việc đó,” cô ấy nói. “Và không có gì tuyệt hơn là chỉ tập trung vào vấn đề đó cho đến khi nó được giải quyết.”
Khi chúng tôi bước vào tầng dưới cùng của nhà máy, máy đã được đưa ra khỏi chế độ sản xuất.
Chúng tôi có hai giờ và thời gian đang trôi qua.
Cô liếc nhìn máy tính xách tay để xem lại thông tin chi tiết về kế hoạch hỗ trợ này. Sau đó, chúng tôi tiến vào một mê cung cho đến khi Brienna Hall dừng lại, tháo cửa tủ và chui vào bên trong máy. Trong khi cô ấy loay hoay với mớ dây cáp trong không gian chật hẹp, tôi nhìn xung quanh và thấy các nút khẩn cấp màu đỏ ở khắp mọi nơi. Trước khi tôi kịp lo lắng về việc va phải một nút, Brienna Hall đã nhảy ra.
"Có một ống không hoạt động như bình thường", cô ấy tuyên bố.
Đường ống nước bị tắc khiến ống không được làm mát đúng cách và giờ nó đang gặp một số vấn đề về nhiệt. Khi cô ấy chạm vào ống, Hall có thể cảm thấy một sự biến dạng nhỏ. Điều này có khả năng trở thành một vấn đề lớn. Ngay cả sự cong vênh hầu như không nhận thấy này cũng có thể khiến toàn bộ máy bị hỏng nếu ống vỡ. Sự vỡ đó sẽ kích hoạt cảm biến rò rỉ và kích hoạt dừng ngay lập tức, tương đương với việc đập vỡ một trong những nút khẩn cấp màu đỏ đó.
Các kỹ sư của ASML biết rằng mạch này đang bị căng thẳng và đã có kế hoạch xử lý trong lần dừng máy tiếp theo theo lịch trình. Nhưng vẫn còn ba tuần nữa.
Họ có thể đợi đến lúc đó. Hoặc cô ấy có thể giải quyết vấn đề ngay bây giờ.
Brienna Hall đã trình bày tình hình với một viên chức của Micron và anh ta đã ủy quyền cho cô ấy tiến hành sửa chữa ngay tại chỗ.
Và đó là lúc cô ấy với lấy hai thùng Home Depot.
Cô cần những chiếc xô màu cam có giá 3,98 USD tại cửa hàng kim khí trước khi có thể sửa một chiếc máy được bán với giá vài trăm triệu USD. Để thay ống mà không phun nước khắp nơi, Brienna Hall đã xả hết đường ống nước cho đến khi cả hai bồn gần đầy. Cô cẩn thận thay ống Teflon, gắn cảm biến nhiệt để theo dõi và đóng cửa lại sau lưng.
Đã đến lúc máy móc hoạt động trở lại.
“Theo quan điểm kỹ thuật, thì hơi buồn tẻ”, Brienna Hall nói. “Nhưng tôi đã học được cách tự hào vì máy móc của mình vẫn hoạt động và sản xuất cho khách hàng”.
Cô đã làm chính xác những gì cô phải làm theo đúng cách cô phải làm. Và không ai trên thế giới bên ngoài có thể biết được.
Cho đến khi bắt đầu làm việc tại ASML vào năm ngoái, Brienna Hall không biết gì nhiều về công ty. Cô cũng không biết mình sẽ làm gì với tư cách là một kỹ sư hỗ trợ khách hàng. Và cô hoàn toàn không biết rằng nó sẽ rất cần thiết cho nền kinh tế toàn cầu.
Khi cô báo cáo ca làm việc của mình tại một nhà máy sản xuất chip, Brienna Hall mặc một bộ đồ bảo hộ che gần kín cơ thể. Cô bước vào một căn phòng nơi không khí trong lành sạch hơn 100 lần so với phòng phẫu thuật của bệnh viện. Sau đó, cô đi đến một cỗ máy phức tạp không thể hiểu nổi.
Công việc của cô là phải biết mọi thứ về cỗ mày đó để có thể sửa nó.
“Tôi nghĩ mình đã có công việc tuyệt vời nhất từ trước đến nay,” Brienna Hall nói. “Tôi đã không xử lý được sự thật rằng công việc này là cần thiết để toàn bộ thế giới của chúng ta tồn tại như hiện tại.”
Thiết bị mà toàn bộ thế giới đã tin tưởng và cô được đào tạo đặc biệt để xử lý được gọi là máy in thạch bản cực tím (EUV).
Brienna Hall, kỹ sư của ASML, đang chuẩn bị vào làm việc tại một nhà máy sản xuất chip.
Đó là cỗ máy sản xuất ra những vi mạch tiên tiến nhất trên hành tinh. Nó được chế tạo bằng các công nghệ khoa học nghe có vẻ giống khoa học viễn tưởng. Cả thế giới hiện nay chỉ còn vài trăm cỗ máy EUV này tồn tại và chúng có giá cực kỳ đắt đỏ. Chiếc máy mà Brienna Hall bảo trì có giá 170 triệu USD, trong khi các mẫu EUV mới nhất được bán với giá khoảng 370 triệu USD.
Nhưng có lẽ điều đáng chú ý nhất về những cỗ máy vô giá này là tất cả chúng đều được sản xuất bởi cùng một công ty: ASML.
ASML là chất keo gắn kết hoạt động kinh doanh chip. Đó là vì công ty Hà Lan này chịu trách nhiệm cho tất cả các hệ thống quang khắc EUV giúp tạo ra chip trong rất nhiều thiết bị điện tử hiện nay như điện thoại, máy tính, máy tính bảng, TV và thậm chí có thể là cả ô tô của bạn nữa.
Những cỗ máy này đã trở nên không thể thiếu. Và chúng phụ thuộc vào công sức vô hình của Brienna Hall.
Cô ấy là một trong những kỹ sư được phân công đến các nhà máy đúc chip, nơi khách hàng của ASML sản xuất chất bán dẫn. Brienna Hall làm việc tại Boise, trụ sở chính của hãng bán dẫn Micron Technology.
Tinh vi đến mức không tưởng
Máy EUV không phải là một điều kỳ diệu mà là một phép màu.
Máy quang khắc cực tím của ASML có giá khoảng 370 triệu USD và cần ba chiếc 747 để vận chuyển.
Câu chuyện về nguồn gốc của chúng bắt đầu cách đây 40 năm trong một nhà kho dột nát ở Hà Lan với sự ra đời của Advanced Semiconductor Materials Lithography (ASML). Vào thời điểm đó, in chip bằng ánh sáng cực tím là một ý tưởng tuyệt vời. Biến nó thành hiện thực sẽ cần nhiều thời gian và tiền bạc hơn những gì những người có tầm nhìn xa trông rộng đã mơ về công nghệ kỳ diệu này có thể thấy trước.
Đó là một quá trình bao gồm việc làm bay hơi các giọt thiếc nóng chảy tạo ra ánh sáng không có trong tự nhiên trên Trái đất. Hoặc ít nhất đó là cách đơn giản nhất để hiểu khoa học cực kỳ phức tạp về quang khắc cực tím.
Các giọt bị bắn phá bởi các xung laser kép - các vụ nổ xảy ra 50.000 lần một giây. Xung đầu tiên làm phẳng chúng. Xung thứ hai xóa chúng thành plasma phát ra ánh sáng EUV. Sau đó, ánh sáng đó được thu thập bằng cách sử dụng các gương mịn nhất từng được phát minh và hướng về phía tấm bán dẫn silicon để khắc hàng tỷ mẫu bóng bán dẫn cực nhỏ.
Câu hỏi quan trọng của ngành công nghiệp bán dẫn là làm thế nào để đóng gói ngày càng nhiều bóng bán dẫn đó trên chip để làm cho chúng ngày càng nhanh hơn. Câu trả lời: bước sóng ánh sáng ngày càng ngắn hơn. Các công cụ quang khắc đầu tiên của ASML đã tạo ra ánh sáng ở bước sóng 436 nanomet. Các máy hiện tại đã thu nhỏ con số đó xuống còn 13,5 nanomet. Điều đó cho phép chúng chế tạo chip ở độ phân giải nhỏ hơn tóc người 10.000 lần.
Càng nghe về quang khắc cực tím, chúng ta sẽ càng thấy thật phi thường khi có người từng tìm ra nó.
ASML đã hợp tác với một công ty quang học của Đức để phát triển các tấm gương phẳng đến mức nếu chúng được phóng to bằng kích thước của chính nước Đức, thì khuyết điểm lớn nhất của chúng sẽ nhỏ hơn một milimét.
Độ chính xác của máy EUV tương đương với việc chiếu một chùm tia laser từ nhà bạn và đánh một quả bóng bàn trên mặt trăng.
Phải mất hàng thập kỷ để những cỗ máy tinh vi đến mức phi lý này đi từ phòng thí nghiệm đến nhà máy. Và cho đến gần đây, vẫn chưa rõ liệu khoản cược táo bạo của công ty vào công nghệ quang khắc EUV có bao giờ thành công hay không. Vào năm 2012, ASML đã hết tiền mặt và đã bán 23% cổ phần cho Intel, Samsung Electronics và TSMC, điều này có nghĩa là những khách hàng lớn nhất của công ty thực sự đã đầu tư vào thành công của công ty.
ASML đã nhanh chóng tăng tốc sản xuất ở tốc độ rất, rất chậm. Công ty đã cung cấp hệ thống EUV đầu tiên vào năm 2010. Phải đến năm 2020, công ty mới cung cấp hệ thống thứ 100. Và năm ngoái là một năm bận rộn: ASML đã xuất xưởng tổng cộng 42 máy EUV.
Hiện chỉ có sáu công ty sở hữu những cỗ máy này để sản xuất chip. Nhưng nhiều công ty khác phụ thuộc gián tiếp vào ASML bao gồm cả những công ty có giá trị nhất trong lịch sử.
Số nhân viên chăm sóc khách hàng (trái) và số máy EUV mà hãng này bán ra đến thời điểm hiện nay.
Apple và Nvidia đều thiết kế chip của riêng mình và thuê ngoài sản xuất ở các nhà máy của TSMC. Điều đó có nghĩa là công nghệ của ASML đóng vai trò then chốt trong việc sản xuất mọi thứ, từ trung tâm dữ liệu AI đến iPhone.
Máy EUV đã trở nên quan trọng đến mức hiện công ty phải thuê một đội quân gồm 10.000 nhân viên hỗ trợ khách hàng để duy trì hoạt động.
"Họ là những chiến binh tuyến đầu của ASML", Jim Koonmen, giám đốc khách hàng của công ty cho biết.
Các khách hàng của ASML mong đợi các công cụ quang khắc của họ hoạt động cả ngày lẫn đêm, nhưng sự gián đoạn là điều không thể tránh khỏi và không thể đoán trước, như nhà báo người Hà Lan Marc Hijink đã viết trong "Focus", cuốn sách của ông về công ty ASML.
TSMC lo ngại về động đất. Intel đã từng truy tìm ra một vấn đề về in thạch bản bắt nguồn từ một loại tiếng ồn - sự thay đổi trong các kiểu gió mang theo khí mê-tan từ các trang trại bò sữa gần đó.
"Tiếng xì hơi của bò", Hijink viết.
Ngoại trừ chứng đầy hơi của bò, thì trục trặc rất hiếm khi xảy ra. Nhưng máy EUV là nút thắt cổ chai của mọi nhà máy. Toàn bộ nhà máy sẽ bị tắc nghẽn nếu nó ngừng hoạt động. Đó là lý do tại sao ASML tuyển dụng nhân viên 24/7 trên toàn thế giới.
Những người như Brienna Hall.
Nền giáo dục của một thợ cơ khí sành điệu
Từ rất lâu trước khi Brienna Hall từng nghe đến ASML, đã có những dấu hiệu cho thấy cô sẽ phù hợp ngay.
Brienna Hall, 29 tuổi, lớn lên ở Seattle với tư cách là một nữ hướng đạo sinh bị ám ảnh bởi việc thắt nút hoàn hảo. Cô là chủ tịch câu lạc bộ tên lửa của trường Cao đẳng Edmonds khi cô lấy bằng liên kết. Tại Đại học Tiểu bang Washington, cô chuyên ngành khoa học vật liệu và kỹ thuật. Cô thích lên kế hoạch cho các chuyến đi cắm trại mặc dù thực tế cô không thích cắm trại. Vào thời gian rảnh rỗi, cô làm việc chân tay như chần bông và ghép các câu đố ghép hình Ravensburger phức tạp lại với nhau.
Khi còn là sinh viên đại học, Hall là chủ tịch câu lạc bộ tên lửa của trường và đã giúp một giáo sư viết sách giáo khoa về cơ học lượng tử.
"Bạn luôn phải giải quyết vấn đề", Alex Jordan, một kỹ sư ASML khác cho biết. "Làm thế nào để tôi có thể hiệu quả hơn? Tôi có thể tối ưu hóa điều này ở đâu? Và nếu chúng ta thử thì sao?"
Khi công ty tuyển dụng các vị trí hỗ trợ khách hàng, ASML tìm kiếm những kỹ sư siêng năng, kỷ luật và chú ý đến chi tiết. Brienna Hall có tư duy kỹ thuật và tính khí phù hợp với công việc. Khi một trong những giáo sư của cô nghe nói rằng một công ty bán dẫn đang tuyển dụng, Brienna Hall đã chuyển sơ yếu lý lịch của mình và sớm nhận được email từ ASML yêu cầu cô nộp đơn.
Hầu hết sinh viên đại học không biết gì về ASML. Brienna Hall đã rất thích thú khi người phỏng vấn hỏi cô cảm thấy thế nào khi làm việc trong không gian chật hẹp và mặc bộ đồ bảo hộ kín đáo. Sau đó, cô phát hiện ra rằng công việc sẽ bao gồm cả việc đi công tác xa. Đó là tất cả những gì cô cần nghe để chấp nhận lời đề nghị từ ASML. Cô nói rằng "Tôi luôn muốn đi du lịch" và "tôi hầu như chưa từng đi xuống Bờ Tây".
Chuyến đi dài đầu tiên của cô là một tháng ở Đài Loan để tham gia khóa học Fab Ready 1 tại trung tâm đào tạo của ASML, nơi cô làm quen với các bộ phận của máy EUV: máy quét (bộ phận có gương tập trung ánh sáng vào tấm wafer), nguồn (bộ phận tạo ra ánh sáng) và laser dẫn động (bộ phận có laser).
Cô cũng biết rằng mỗi bộ phận đều có tính cách riêng. Tại nhà máy Micron, máy quét được gọi là Monica giống như nhân vật "Friends".
"Bởi vì mọi thứ phải hoàn hảo", Brienna Hall nói. "Các điều kiện phải hoàn hảo để máy có thể hoạt động".
Cô biết đến Monica khi cô trở về Boise để đào tạo tại chỗ. Trong thời gian đó, cô đã phát triển chuyên môn của mình qua nhiều tháng học lớp Fab Ready 2 tại Đài Loan, San Diego và Đức, nơi cô đã hành hương đến thánh địa giải đố Ravensburg.
Brienna Hall mặc đồ bảo hộ trước khi bước vào phòng sạch
Cô đã học việc gần một năm trước khi được phép tự mình làm việc trên máy EUV. Khi không phải đi công tác ở các châu lục khác nhau, Brienna Hall làm việc tại văn phòng ASML cách khuôn viên của Micron một quãng lái xe ngắn. Cô làm việc theo ca 12 tiếng, từ 6 giờ sáng đến 6 giờ chiều. Vào mùa đông, cô đến làm việc rất lâu trước khi mặt trời mọc và rời đi sau khi mặt trời lặn.
Một số ngày, cô đến thẳng nhà máy. Những ngày khác, cô ngồi ở bàn làm việc, nhìn vào các con số trên nhiều màn hình cho đến khi "Tôi chắc chắn rằng máy sẽ không tự bốc cháy", cô nói. Vào thời điểm đó, Brienna Hall chuyển sự chú ý của mình sang việc lập kế hoạch cho chuỗi hành động mà cô sẽ thực hiện trong "thời gian ngừng hoạt động theo lịch trình", một lần ngừng hoạt động thường xuyên để bảo trì phòng ngừa nhằm giảm thiểu rủi ro "thời gian ngừng hoạt động ngoài lịch trình".
Suy cho cùng, điều duy nhất thỏa mãn hơn việc sửa chữa một cỗ máy là có một cỗ máy không cần phải sửa chữa. Nhưng bất kỳ loại công việc nào trên cỗ máy cũng là điều cô coi là thú vị. Cô thấy căng thẳng khi phải đối phó với những người khác.
"Cỗ máy của chúng tôi đủ phức tạp để có một cá tính, nhưng nó vẫn là một cỗ máy. Nếu bạn nhấn đúng nút, nó sẽ xuất hiện. Bạn chỉ cần tìm ra nút nào cần nhấn. Tôi có thể giải quyết vấn đề đó. Chúng ta có thể giải quyết vấn đề đó", Brienna Hall nói. "Con người phức tạp hơn nhiều so với bất kỳ cỗ máy nào mà tôi biết".
Cuộc sống trong nhà máy bán dẫn
Gần nửa thế kỷ trước, khi bốn doanh nhân ở Boise thành lập Micron trong tầng hầm của một phòng khám nha khoa, một trong những nhà đầu tư của họ là một ông trùm khoai tây địa phương. Ở Idaho, hóa ra ngay cả những con chip vi mô cũng đến từ khoai tây.
Ba người đồng sáng lập Micron Technology gần Boise, Idaho, năm 1983: Anh em sinh đôi Joe và Ward Parkinson hỗ trợ Doug Pitman.
Ngày nay, Micron đang xây dựng một nhà máy sản xuất trị giá 15 tỷ USD tại đây để đưa ngành sản xuất bộ nhớ tiên tiến trở lại đất Mỹ. Nhà máy đang được xây dựng sẽ có diện tích bằng 10 sân bóng đá. Nền móng của nhà máy cần lượng bê tông gấp bốn lần so với Tòa nhà Empire State.
Và bên cạnh hàng chục cần cẩu khổng lồ trong khuôn viên của Micron là nhà máy nghiên cứu hiện tại của công ty. Bên trong là một cỗ máy nặng hơn 13,6 tấn và được đưa từ Hà Lan bằng ba chiếc máy bay chở hàng 747.
Brienna Hall không bao giờ làm việc quá vài ngày mà không vào nhà máy để xem cỗ máy EUV đó.
"Lúc đó tôi thấy ngứa", cô ấy nói, "và tôi tìm lý do để vào đó".
Bất cứ khi nào vào phòng sạch, cô ấy đều che kín từ đầu đến chân, vì ngay cả một hạt bụi cũng có thể gây ra hậu quả thảm khốc. Cô ấy cũng đảm bảo rằng mình sẽ không phải đi vệ sinh. “Tôi sẽ giãn ra và hạn chế nhấp từng ngụm nước và tôi sẽ không uống cà phê,” cô ấy nói.
Dưới ánh đèn vàng mờ ảo, nơi đây nóng nực, ồn ào và mất phương hướng. Nhưng với cô ấy thì không. Khi ở trong nhà máy, cô ấy thường ở trạng thái trôi chảy.
Brienna Hall nói về việc khắc phục sự cố máy EUV giống như cách Stephen Curry nói về việc ném bóng rổ.
“Khi tôi ở trên máy và sửa một vấn đề, mọi thứ khác đều trở nên im lặng và tôi chỉ tập trung vào việc hoàn thành một việc đó,” cô ấy nói. “Và không có gì tuyệt hơn là chỉ tập trung vào vấn đề đó cho đến khi nó được giải quyết.”
Khi chúng tôi bước vào tầng dưới cùng của nhà máy, máy đã được đưa ra khỏi chế độ sản xuất.
Chúng tôi có hai giờ và thời gian đang trôi qua.
Cô liếc nhìn máy tính xách tay để xem lại thông tin chi tiết về kế hoạch hỗ trợ này. Sau đó, chúng tôi tiến vào một mê cung cho đến khi Brienna Hall dừng lại, tháo cửa tủ và chui vào bên trong máy. Trong khi cô ấy loay hoay với mớ dây cáp trong không gian chật hẹp, tôi nhìn xung quanh và thấy các nút khẩn cấp màu đỏ ở khắp mọi nơi. Trước khi tôi kịp lo lắng về việc va phải một nút, Brienna Hall đã nhảy ra.
"Có một ống không hoạt động như bình thường", cô ấy tuyên bố.
Đường ống nước bị tắc khiến ống không được làm mát đúng cách và giờ nó đang gặp một số vấn đề về nhiệt. Khi cô ấy chạm vào ống, Hall có thể cảm thấy một sự biến dạng nhỏ. Điều này có khả năng trở thành một vấn đề lớn. Ngay cả sự cong vênh hầu như không nhận thấy này cũng có thể khiến toàn bộ máy bị hỏng nếu ống vỡ. Sự vỡ đó sẽ kích hoạt cảm biến rò rỉ và kích hoạt dừng ngay lập tức, tương đương với việc đập vỡ một trong những nút khẩn cấp màu đỏ đó.
Các kỹ sư của ASML biết rằng mạch này đang bị căng thẳng và đã có kế hoạch xử lý trong lần dừng máy tiếp theo theo lịch trình. Nhưng vẫn còn ba tuần nữa.
Họ có thể đợi đến lúc đó. Hoặc cô ấy có thể giải quyết vấn đề ngay bây giờ.
Brienna Hall đã trình bày tình hình với một viên chức của Micron và anh ta đã ủy quyền cho cô ấy tiến hành sửa chữa ngay tại chỗ.
Và đó là lúc cô ấy với lấy hai thùng Home Depot.
Cô cần những chiếc xô màu cam có giá 3,98 USD tại cửa hàng kim khí trước khi có thể sửa một chiếc máy được bán với giá vài trăm triệu USD. Để thay ống mà không phun nước khắp nơi, Brienna Hall đã xả hết đường ống nước cho đến khi cả hai bồn gần đầy. Cô cẩn thận thay ống Teflon, gắn cảm biến nhiệt để theo dõi và đóng cửa lại sau lưng.
Đã đến lúc máy móc hoạt động trở lại.
“Theo quan điểm kỹ thuật, thì hơi buồn tẻ”, Brienna Hall nói. “Nhưng tôi đã học được cách tự hào vì máy móc của mình vẫn hoạt động và sản xuất cho khách hàng”.
Cô đã làm chính xác những gì cô phải làm theo đúng cách cô phải làm. Và không ai trên thế giới bên ngoài có thể biết được.
Nguồn: WSJ
