इइधोवेन की एक कंपनी माइक्रोक्रिस्केट के उत्पादन के लिए आधुनिक उपकरणों के बाजार में एकाधिकार कैसे बन गई

स्टेपर ASML: चिप निर्माण में एक महत्वपूर्ण कड़ी। यह मुखौटा के माध्यम से फोटोरिस्ट को रोशन करता है, जैसा कि फोटो विस्तारक में है। डिवाइस की लागत लगभग $ 170 मिलियन है

। सभी ने सुना है कि इंटेल, सैमसंग और टीएसएमसी के पास दुनिया में तीन सबसे बड़े चिप निर्माता हैं (बाद वाला ऐप्पल और एएमडी के लिए ऑर्डर पूरा करता है)।

हालांकि, कुछ ने ASML के बारे में सुना है , जो नीदरलैंड के पांचवें सबसे बड़े शहर आइंडहोवन के उपनगरीय इलाके की एक मामूली कंपनी है। लेकिन अगर आप देखें, तो यह कंपनी माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक उद्योग में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। यह द इकोनॉमिस्ट के संस्करण लिखते हैं , यह चरम पराबैंगनी लिथोग्राफी (ईयूवी) के लिए दुनिया का एकमात्र उत्पादक है।

एएसएमएल फोटोलिथोग्राफिक मशीनों का एकमात्र निर्माता नहीं है जो सिलिकॉन वेफर्स पर प्रकाश को खोदने के लिए एकीकृत सर्किट का उपयोग करते हैं। यहां, कंपनी का मुकाबला जापानी कैनन और निकॉन से है। लेकिन 2005 के बाद से, डच कंपनी की बाजार हिस्सेदारी लगभग दोगुनी होकर 62% हो गई है। केवल उसके पास 13.5 नैनोमीटर की तरंग दैर्ध्य के साथ गहरी पराबैंगनी में फोटोलिथोग्राफी के लिए उपकरण हैं।

उदाहरण के लिए, 2019 में, सैमसंग ने ईयूवी-रेंज उपकरणों पर Exynos 9825 SoC (7 एनएम) को छोड़ने की घोषणा की। यह दुनिया का पहला माइक्रोक्रिस्केट था, जिसे एक नई प्रक्रिया तकनीक के अनुसार निर्मित किया गया था। सैमसंग फैक्ट्री में ASML स्टेपर्स भी हैं।

छोटे तरंगदैर्ध्य छोटे घटकों को नक़्क़ाशी की अनुमति देते हैं - यह चिप निर्माताओं के लिए महत्वपूर्ण है जो मूर के कानून के अनुसार एक चिप पर ट्रांजिस्टर की संख्या बढ़ाना चाहते हैं। उनका दावा है कि किसी विशेष क्षेत्र में घटकों की संख्या लगभग हर दो साल में दोगुनी हो जाती है।

दिलचस्प है, विशेषज्ञों ने बार-बार ट्रांजिस्टर के आकार पर भौतिक प्रतिबंधों के कारण मूर के कानून की "मौत" की भविष्यवाणी की है। उदाहरण के लिए, यहां द न्यूयॉर्क टाइम्स का एक 1999 का लेख है जो 100 एनएम निशान (संदर्भ के लिए, टीएसएमसी और एएमडी पहले से ही 7 एनएम प्रक्रिया प्रौद्योगिकी में महारत हासिल कर चुका है) पर गंभीर बाधाओं के बारे में बात करता है। लेख में इंटेल शोधकर्ता पॉल पैकन के शब्दों का उल्लेख है, जिन्होंने वैज्ञानिक पत्रिका साइंस के पन्नों पर अपनी राय व्यक्त की:



गहरे पराबैंगनी में फोटोलिथोग्राफी एक उन्नत तकनीक है जिसने मूर के कानून के जीवन को आगे बढ़ाया है। EUVL के लिए पहली प्रायोगिक अलाइनमेंट और एक्सपोज़र यूनिट्स (स्टेपर) 2000 में लिवरमोर नेशनल लेबोरेटरी में बनाए गए थे, लेकिन व्यावसायिक रूप से उपलब्ध उपकरणों के निर्माण में लगभग 20 साल लग गए, क्योंकि इंजीनियरों को EUV विकिरण किरण की उच्च ऊर्जा घनत्व से जुड़ी कई कठिन तकनीकी समस्याओं को हल करना पड़ा। , जो कि 193-एनएम लेजर बीम (पिछली पीढ़ी की फोटोलिथोग्राफी) की तुलना में दस गुना अधिक है।

सैमसंग के प्रतिनिधियों ने कहा कि इस वजह से, प्लेट को संसाधित करने के बाद सबसे पतली पटरियों को प्रभावी ढंग से खोदना बेहद मुश्किल है। तत्वों के इस आकार में, क्रिस्टल में अत्यंत संकीर्ण श्रृंखला खांचे में एडिटिव्स के जमाव के साथ कठिनाइयाँ उत्पन्न होती हैं।

ASML के इंजीनियर, जो अपने ग्राहकों को EUV स्टेपर और स्कैनर के कई मॉडल पेश करते हैं, इन समस्याओं को हल करते हैं।


चरम पराबैंगनी लिथोग्राफी एएसएमएल ट्विन्सकैन NXE के लिए स्थापना : 3400B औद्योगिक पैमाने पर नक़्क़ाशी के आकार 7 और 5 एनएम का समर्थन करता है (प्रति घंटे 125 या अधिक वेफरर्स )

स्टेपर- सेमीकंडक्टर एकीकृत सर्किट के निर्माण में उपयोग किए जाने वाले मुख्य उपकरण। स्टेपर के संचालन के दौरान, अर्धचालक वेफर के विभिन्न हिस्सों पर मुखौटा से पैटर्न का बार-बार पैटर्न में अनुवाद किया जाता है। स्टेपर को अपना नाम इस तथ्य के कारण मिला कि प्रत्येक जोखिम छोटे आयताकार वर्गों (कई वर्ग सेंटीमीटर के क्रम में) में बनाया गया है; संपूर्ण प्लेट को उजागर करने के लिए, इसे उन चरणों में स्थानांतरित किया जाता है जो उजागर क्षेत्र के आकार के गुणक होते हैं (चरण-और-दोहराने की प्रक्रिया)। प्रत्येक आंदोलन के बाद, स्थिति का एक अतिरिक्त सत्यापन किया जाता है।

आधुनिक लिथोग्राफिक इंस्टॉलेशन एक चरण का उपयोग नहीं कर सकता है, लेकिन ऑपरेशन का एक स्कैनिंग मोड; उन्हें "स्कैनर" (स्टेप-एंड-स्कैन) कहा जाता है। उजागर होने पर, प्लेट और मुखौटा दोनों विपरीत दिशाओं में चलते हैं। एटीस्कैनर की पिछली पीढ़ी, मुखौटा स्कैनिंग की गति 2000 मिमी / एस तक थी, प्लेट्स - 500 मिमी / एस तक।

द इकोनॉमिस्ट

लिखते हैं, स्टेप-एंड-स्कैन कॉन्सेप्ट दुनिया के तीन प्रमुख चिप निर्माताओं- इंटेल, सैमसंग और टीएसएमसी - के रूप में एएसएमएल उत्पादों पर निर्भर हो गया है, क्योंकि बाकी टेक्नोलॉजी उद्योग अपने स्वयं के उत्पादों पर निर्भर है। एएसएमएल के परिणाम इस बढ़ी हुई निर्भरता को दर्शाते हैं। अर्धचालक उद्योग में अस्थायी गिरावट के बावजूद 2019 में इसका राजस्व 8% बढ़कर € 11.8 बिलियन हो गया। 2019 में बिकने वाली 229 कारों में से 26 में गहरी अल्ट्रावॉयलेट की फोटोलिथोग्राफी के लिए उपकरणों की डिलीवरी हुई, लेकिन एक तिहाई आय हुई। कंपनी को उम्मीद है कि 2025 तक यह आंकड़ा 75% तक बढ़ जाएगा, क्योंकि अन्य चिप निर्माता अपने कारखानों का आधुनिकीकरण कर रहे हैं और यूरोपीय संघ की फोटोलिथोग्राफी के लिए उपकरण भी स्थापित कर रहे हैं।



चूंकि कैनन और निकॉन के प्रतियोगियों के पास अभी तक ईयूवी तकनीक नहीं है, इसलिए निवेशक इस निष्कर्ष पर पहुंचे हैं कि एएसएमएल कुछ समय के लिए अपने एकाधिकार से लाभ ले सकेगा। 2010 के बाद से, इसका बाजार पूंजीकरण दस गुना बढ़ गया है, जो लगभग 114 बिलियन तक पहुंच गया है। पिछले वर्ष में, यह लगभग दोगुना हो गया है। आज, ASML की कीमत एयरबस, सीमेंस या वोक्सवैगन से अधिक है।

कुछ यूरोपीय कंपनियों का पूंजीकरण। स्रोत: रिफाइनिटिव, द इकोनॉमिस्ट डेटा।

COVID-19 के कारण स्टॉक की कीमत सभी के साथ समायोजित की गई थी, लेकिन निवेशक इसकी दीर्घकालिक संभावनाओं को बहुत महत्व देते हैं: स्टॉक एक प्रभावशाली 32 गुना मूल्य-आय अनुपात (P / E) पर कारोबार कर रहे हैं, जो दो या अधिक है। सबसे बड़े ग्राहकों की तुलना में कई गुना अधिक।

टाइम्स हमेशा इतना अच्छा नहीं रहा है। सेमीकंडक्टर उपकरण बनाने वाली कंपनी फिलिप्स इलेक्ट्रॉनिक्स के दिग्गज और ASM इंटरनेशनल के संयुक्त उपक्रम के रूप में कंपनी ने 1984 में परिचालन शुरू किया। सबसे पहले, उसने फिलिप्स आइंडहोवन परिसर में कई लकड़ी की इमारतों पर कब्जा कर लिया। ASML के तकनीकी निदेशक जोस बेंसचॉप शुरुआती मुद्दों के बारे में खुलकर बात करते हैं। पहले उत्पादों को एक पुराने मंच पर जारी किया गया था, और ग्राहकों को खोजने के लिए कंपनी ने संघर्ष किया। वह केवल फिलिप्स से मदद के लिए धन्यवाद के लिए रुक गई, जो खुद को वित्तीय कठिनाइयों, डच सरकार और यूरोपीय आर्थिक समुदाय (यूरोपीय संघ के पूर्ववर्ती) से सब्सिडी का सामना करना पड़ा।

1995 में, कंपनी ने न्यूयॉर्क और एम्स्टर्डम में शेयर रखे। इसके तुरंत बाद, कंपनी गहरी अल्ट्रावॉयलेट फोटोलिथोग्राफ़ी पर निर्भर हो गई, जिसमें उसने चिप निर्माण का भविष्य देखा। बड़े निर्माताओं को 2007 के आसपास पहले ईयूवी स्टेपर्स के वितरण का वादा किया गया था। लेकिन वे निराश थे - और एक से अधिक बार। कंपनी ने पाया कि गहरी पराबैंगनी प्रकाश के साथ काम करना बहुत मुश्किल है। समस्याओं को हल करने में अपेक्षा से अधिक समय लगा। फर्म का पहला प्रोटोटाइप 2006 में बेल्जियम के एक शोध संस्थान IMEC को भेज दिया गया था। वाणिज्यिक ग्राहकों ने 2018 में केवल तकनीक का उपयोग करना शुरू किया।

पिछली पीढ़ी की फोटोलिथोग्राफी के लिए स्टेपर्स ने सीधे लेज़रों का उपयोग किया। लेकिन जैसा कि तरंग दैर्ध्य घटता है, चीजें अधिक जटिल हो जाती हैं।


चित्रण: एएसएमएल

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180 टन वजन वाली मशीनें और एक डबल डेकर बस का आकार स्वयं इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योग में परिष्कृत रसद का प्रमाण है। इन मशीनों के लिए घटक लगभग 5,000 आपूर्तिकर्ताओं द्वारा बनाए गए हैं । जर्मन ऑप्टिकल कंपनी कार्ल जीस लेंस का उत्पादन करती है। डच VDL रोबोट हथियार का उत्पादन करता है जो मशीन में प्लेटों को खिलाता है। 2013 में ASML द्वारा अधिग्रहित एक अमेरिकी कंपनी Cymer द्वारा प्रकाश स्रोतों का निर्माण किया जाता है। बदले में, ASML उन सैकड़ों कंपनियों में से एक है जो इंटेल, सैमसंग और TSMC जैसे चिप निर्माताओं के लिए उपकरण की आपूर्ति करती है।

एएसएमएल की प्रमुख स्थिति को पहचानना ग्राहकों या निवेशकों तक सीमित नहीं है। राजनेता भी स्थिति से अवगत हैं। गहरी पराबैंगनी में फोटोलिथोग्राफी में शामिल हैदोहरे उपयोग वाली प्रौद्योगिकियों की वासेनार सूची जिसमें सैन्य और नागरिक दोनों अनुप्रयोग हैं।

ड्यूल-पर्पस टेक्नोलॉजीज की वासेनार सूची से अंश, दिसंबर 2019 संस्करण ( पीडीएफ )

उदाहरण के लिए, चीन अपनी प्रमुख चिप निर्माण कंपनियों को विकसित करना चाहता है, और संयुक्त राज्य अमेरिका इसे रोकने की कोशिश कर रहा है। 2018 में, एएसएमएल को हुआवेई से यूरोपीय संघ के स्कैनर के लिए एक आदेश मिला, जिसके कारखाने वर्तमान में आधुनिक स्तर से दो पीढ़ी पीछे हैं। अमेरिकी दबाव में, डच सरकार ने अभी तक एएसएमएल को निर्यात लाइसेंस नहीं दिया है।

एएसएमएल चीनी बाजार तक पहुंच से इनकार नहीं करना चाहेगा, क्योंकि लंबे समय में यह अपने क्षेत्र में कंपनी के प्रभुत्व को खतरे में डाल सकता है। लेकिन चीन को जरूरत से ज्यादा ASML की भी जरूरत है। न्यू स्ट्रीट रिसर्च के प्रौद्योगिकी विश्लेषक पियरे फेरगु ने कहा, उन्नत माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक कारखाने के लिए आवश्यक सभी उपकरणों में से, जिन्हें प्राधिकरण बनाना चाहता है, "एएसएमएल तकनीक पुन: पेश करना सबसे कठिन है।" भविष्य के क्षितिज, मैल्कम पेन के एक अन्य विश्लेषक ने कहा कि यह एक चीनी प्रतियोगी को एक दशक या उससे अधिक समय तक गहरी पराबैंगनी प्रकाश में फोटोलिथोग्राफी पुन: पेश करने के लिए ले जाएगा, और तब तक प्रौद्योगिकी सीमा फिर से आगे बढ़ जाएगी।

डच पहले से ही नई पीढ़ी के ईयूवी मशीनों पर काम कर रहे हैंबेहतर प्रकाशिकी के साथ 5000 श्रृंखला जो प्रति घंटे अधिक सिलिकॉन वेफर्स की प्रक्रिया कर सकती है। उन्हें 2023 में जारी किया जाना चाहिए। नई मशीनें अधिक शक्तिशाली लेजर का उपयोग करती हैं, और टिन की बूंदों की ड्रॉप आवृत्ति 50,000 से 80,000 हर्ट्ज तक बढ़ जाती है।

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