ASML dévoile une technologie de source lumineuse EUV capable d’augmenter la production de puces de 50 % d’ici 2030

• Les chercheurs d’ASML ont développé une technologie qui augmente la puissance de la source lumineuse des équipements de lithographie EUV de 600 W à 1 000 W, ouvrant une voie vers une hausse pouvant atteindre 50 % du nombre de puces produites par heure d’ici 2030
• Alors que des concurrents à la technologie EUV d’ASML émergent aux États-Unis et en Chine, cette avancée vise à consolider son avance dans la technologie de la source lumineuse, la partie la plus difficile de l’équipement
• La technologie clé consiste à doubler à environ 100 000 par seconde le nombre de gouttelettes d’étain et, au lieu d’une seule impulsion laser, à former le plasma avec deux petites impulsions laser
• Le débit de traitement des wafers par heure devrait passer de 220 actuellement à environ 330 d’ici 2030, ce qui se traduit directement par une baisse du coût de production par puce
• Sur la base de la technologie utilisée pour atteindre 1 000 W, la voie vers 1 500 W est clairement tracée, et atteindre 2 000 W ne présenterait pas non plus d’obstacle fondamental selon cette évaluation

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La source EUV atteint 1 000 W

• Michael Purvis, ingénieur en chef des sources EUV chez ASML, a souligné qu’il ne s’agissait pas d’une démonstration ponctuelle, mais d’un système capable de produire 1 000 W dans les mêmes conditions qu’un environnement client
• Lorsque la puissance de la source EUV augmente, le temps d’exposition des wafers de silicium diminue, ce qui permet de produire davantage de puces sur la même durée
• Selon Teun van Gogh, vice-président en charge de la ligne NXE chez ASML, l’objectif est de permettre aux clients de continuer à utiliser l’EUV à un coût bien plus faible

Principe technique

• Les équipements EUV d’ASML génèrent une lumière de longueur d’onde de 13,5 nanomètres en chauffant dans une chambre des gouttelettes d’étain fondu avec un grand laser CO₂ afin de les transformer en plasma
• Ce plasma atteint un état d’ultra-haute température, plus chaud que le soleil, et la lumière EUV émise est collectée à l’aide d’optiques de précision fournies par l’allemand Carl Zeiss AG pour être utilisée dans l’impression des puces
• Cette avancée repose sur deux éléments clés :
  • doubler à environ 100 000 par seconde le nombre de gouttelettes d’étain
  • former le plasma avec deux petites impulsions laser au lieu d’une seule impulsion de mise en forme
• Jorge J. Rocca, professeur et spécialiste des technologies laser à Colorado State University, a estimé qu’il s’agit d’un « défi très ambitieux qui exige de maîtriser de nombreuses technologies en même temps », et que l’atteinte de 1 kW constitue un « résultat tout à fait remarquable »

Impact sur la production et les coûts

• D’ici 2030, le débit de traitement des wafers par heure de chaque équipement devrait passer des 220 actuels à environ 330
• Un wafer peut contenir de quelques dizaines à plusieurs milliers de puces selon la taille des puces
• L’augmentation de la puissance de la source suit la logique réduction du temps d’exposition → hausse du débit horaire → baisse du coût par puce

Environnement concurrentiel et portée stratégique

• ASML est actuellement le seul fabricant au monde d’équipements de lithographie EUV commercialisés, utilisés par de grands groupes de semi-conducteurs comme TSMC et Intel pour produire des puces avancées
• Les administrations américaines des deux partis ont collaboré avec les Pays-Bas pour bloquer les exportations d’équipements EUV vers la Chine, ce qui a poussé la Chine à lancer un effort national pour développer ses propres équipements
• Aux États-Unis, les startups Substrate et xLight ont levé plusieurs centaines de millions de dollars pour développer une alternative américaine à la technologie d’ASML, et xLight a également obtenu des financements publics de l’administration Trump
• En rendant publique cette avancée, ASML cherche à accentuer encore l’écart technologique avec ses concurrents potentiels

Perspectives d’évolution

• La technologie utilisée pour atteindre 1 000 W devrait servir de base à des progrès continus à l’avenir
• La voie vers 1 500 W semble relativement claire, et rien n’indique, pour des raisons fondamentales, qu’atteindre 2 000 W serait impossible selon cette évaluation

[GN⁺]

Avis Hacker News

• Du point de vue d’un débutant, c’est une vidéo qui explique la technologie EUV de façon vraiment brillante
  Lien YouTube

  • Je recommande aussi une autre vidéo, sortie avant celle de Veritasium
  • La scène où de minuscules gouttelettes de métal explosent m’a vraiment donné l’impression d’une technologie délirante sortie d’un dessin animé
    Deux entreprises dans lesquelles j’ai investi s’effondreraient probablement complètement sans cet équipement
  • La vidéo d’Asianometry est aussi très bien. Elle se concentre sur la technologie de source lumineuse d’ASML
  • Même après avoir vu la vidéo, je ne comprends pas pourquoi il faut une approche aussi complexe pour produire une source EUV
    On peut générer facilement de la lumière visible ou des rayons X, alors je me demande pourquoi cette plage de longueurs d’onde est si difficile en particulier
  • Je partage aussi un lien propre sans paramètres de suivi

• Les chercheurs disent avoir amélioré la puissance de la source EUV de 600 watts à 1 000 watts
  Ils estiment que 1 500 watts, voire 2 000 watts, seraient aussi possibles

• Explication de l’importance de cette avancée
  À l’heure actuelle, la seule façon de produire un EUV intense (100 à 200 watts) consiste à projeter de minuscules gouttelettes de métal puis à tirer un laser sur chacune d’elles
  C’est vraiment une manière étrange de produire de la lumière

  • Désormais, ils prévoient de frapper chaque gouttelette non pas deux mais trois fois au laser, et d’en traiter 100 000 par seconde
    Un niveau de précision presque inimaginable

• L’augmentation de 67 % de la puissance est particulièrement impressionnante
  Ils sont passés de 600 watts à 1 000 watts, avec une feuille de route claire vers 1 500 à 2 000 watts

• Je trouve étrange que l’article mette en scène une opposition entre « les États-Unis et la Chine »
  Cymer était à l’origine une entreprise américaine fondée à San Diego

  • En réalité, la technologie de source EUV a été conçue, développée et fabriquée par Cymer en Californie
    ASML l’a rachetée en 2013, mais sans accord de contrôle des exportations, cette acquisition aurait été impossible
    Si ces contrôles étaient levés, les États-Unis pourraient même exiger, comme avec TikTok, que Cymer redevienne détenue par des intérêts américains
    Au final, c’est une technologie américaine, donc je ne comprends pas pourquoi on la présente sous l’angle de la rivalité
  • J’ai aussi entendu dire que le Japon développait une technologie capable de rivaliser

• Je me demandais récemment à quel point la taille des composants individuels comme les transistors est petite aujourd’hui
  J’ai l’impression qu’à l’échelle de quelques atomes, on ne pourra plus vraiment réduire davantage

  • En réalité, la largeur de grille se situe autour de 30 à 50 nm. L’appellation « 3 nm » n’est qu’un terme marketing
  • Cette recherche ne porte pas sur la réduction des composants individuels, mais sur l’augmentation du débit par machine
  • Certaines grilles font 10 à 14 nm, soit environ la taille de 50 atomes de silicium
  • Partage aussi un lien de référence vers l’article Wikipédia sur le procédé 2 nm

• Je me demande avec quels disques durs ou emplacements mémoire ces puces seront compatibles

• Au final, l’industrie de l’IA obtiendra 50 % de puces en plus, mais les utilisateurs ordinaires risquent toujours de subir une pénurie de GPU
  Même avec de tels progrès de la technologie EUV, il faudra probablement longtemps avant que les bénéfices concrets n’atteignent le grand public

  • Les CPU de nouvelle génération d’AMD et Intel (Zen 6, Nova Lake) ont tous deux été repoussés à l’année prochaine
    En partie parce que la capacité de production de TSMC est absorbée par la demande en IA, et qu’il est difficile de lancer de nouveaux produits avec les pénuries de DRAM et de SSD

• Les systèmes à vide sont très sensibles aux variations de température, donc réussir une telle hausse de puissance à l’intérieur est une performance remarquable