6 دقیقه
شرکت Substrate، یک استارتاپ آمریکایی، می‌گوید ابزاری برای لیتوگرافی ساخته است که با استفاده از نور ایکس الگوهای بسیار ریز را روی وافِرهای سیلیکونی چاپ می‌کند — وعده‌ای برای دستیابی به دقتی مشابه ماشین‌های پیشرفته شرکت هلندی ASML اما با کسری از هزینه سرمایه‌ای. اگر این ادعا درست باشد، می‌تواند چشم‌انداز اقتصادی تولید چیپ را تغییر دهد و تلاش‌های آمریکا برای بازگرداندن تولید نیمه‌هادی پیشرفته به خاک خود را تقویت کند.
A cheaper path to high-resolution lithography
شرکت می‌گوید نمونهٔ اولیهٔ آن بر لیتوگرافی ایکس‌ری تکیه دارد تا ویژگی‌های با وضوح بالا را که امروز توسط دستگاه‌های میلیون‌ها دلاری ASML تولید می‌شوند، به‌دست آورد. پیشرفته‌ترین سیستم‌های EUV شرکت ASML می‌توانند به‌طور جداگانه بیش از 400 میلیون دلار قیمت داشته باشند؛ نکتهٔ کلیدی ادعای Substrate این است که قابلیت‌های مشابه در رزولوشن و دقت می‌تواند با سرمایه‌گذاری بسیار کمتری محقق شود و بنابراین هزینهٔ سرمایه‌ای (CAPEX) برای کارخانه‌های تراشه کاهش یابد.
در مصاحبه‌ای با رویترز، جیمز پرود، مدیرعامل Substrate، مأموریت شرکت را کاهش هزینهٔ کلی تولید چیپ با ساخت تجهیزات حیاتی به شکلی مقرون‌به‌صرفه‌تر نسبت به تأمین‌کنندگان سنتی توصیف کرد. اعداد دقیق دربارهٔ هزینهٔ وافِرهایی که با ابزار Substrate تولید می‌شوند هنوز منتشر نشده است و مسیر از نمونهٔ اولیه تا تولید انبوه و مقرون‌به‌صرفه همچنان بار فنی و تجاری سنگینی دارد که باید پشت سر گذاشته شود.
در سطح فنی، لیتوگرافی با اشعهٔ X مزایایی نظیر طول موج کوتاه‌تر نسبت به نور فرابنفش شدید (EUV) دارد که به‌طور بالقوه اجازهٔ تعریف ویژگی‌های کوچکتر (critical dimension) و بهبود چگالی خطوط را می‌دهد. با این حال، موضوعاتی مانند حساسیت رزین (photoresist) نسبت به انرژی فوتون‌های ایکس، نیاز به ماسک‌های خاص یا سیستم‌های مولد اشعهٔ پویاتر و مدیریت حرارت و آسیب فوتونی از جمله چالش‌های ویژهٔ این روش هستند. برای اینکه ابزارها در چرخهٔ تولید صنعتی قابل‌اعتماد باشند، قابلیت تکرارپذیری، نرخ تولید (throughput) و هم‌پوشانی (overlay) باید به سطح موردنیاز کارخانه‌های پیشرفته برسد.
Why the industry is watching
تحلیل‌گران می‌گویند تأثیر بالقوهٔ این فناوری گسترده است. یک تحلیل‌گر از SemiAnalysis به رویترز گفته است که اگر Substrate واقعاً هزینه‌های لیتوگرافی را کاهش دهد، نه تنها سازندگان مرسوم تراشه می‌توانند بهره‌مند شوند، بلکه بازارهای با عملکرد بالا مانند بخش فضایی، کاربردهای دفاعی و سایر حوزه‌های نیازمند تراشهٔ سفارشی نیز ممکن است سود ببرند. با این وجود، تبدیل نوآوری در سطح آزمایشگاهی به ابزارهای قابل‌استفاده در کارخانه‌های تولید گسترده از نظر تاریخی کاری دشوار و طولانی‌مدت بوده است.
- ریسک فنی: لیتوگرافی نیازمند دقت بسیار بالا، کنترل ابعادی دقیق و نرخ تولید قابل‌قبول است؛ تحمل خطا در لایه‌های متعدد فرآیند بسیار پایین است.
- حاکمیت بازار: شرکت‌هایی مانند ASML و همچنین بازیگران foundry مثل TSMC در تولید گره‌های پیشرفته تسلط دارند و اکوسیستم پیرامون آن‌ها شامل تأمین‌کنندگان مواد، خدمات و فرآیندها است.
- پیامدهای زنجیرهٔ تأمین: یک زنجیرهٔ تأمین ابزار در آمریکا می‌تواند موازنهٔ ژئوپلیتیکی در نیمه‌هادی‌ها را تغییر دهد و وابستگی به تولیدکنندگان خارجی را کاهش دهد.
Geopolitics, investment, and national strategy
اعلامیهٔ Substrate در زمانی مطرح شد که ایالات متحده در تلاش گسترده‌ای است تا تولید تراشه را به خاک خود بازگرداند. دولت آمریکا اخیراً در قالب سیاست‌هایی مانند قانون CHIPS و سرمایه‌گذاری‌های مستقیم و مشوق‌های مالی، سهام یا حمایت‌هایی در شرکت‌های نیمه‌هادی داشته و بودجهٔ ساخت ظرفیت داخلی را افزایش داده است؛ بازگرداندن تولید پیشرفتهٔ تکنولوژی به آمریکا از اهداف اعلام‌شدهٔ مقامات عالی‌رتبه است.
اگر Substrate بتواند به‌طور موفقیت‌آمیزی مقیاس‌پذیری (scale-up) را محقق کند، پیامدهای اقتصادی و امنیتی قابل‌توجهی خواهد داشت: افزایش توانایی‌های داخلی، کاهش اتکا به تأمین‌کنندگان خارجی و ظهور یک رقیب بالقوه برای foundryهای مسلط مانند TSMC در زمینهٔ تولید چیپ‌های پیشرفته برای هوش مصنوعی و مراکز داده. این موضوع می‌تواند سیاست‌گذاری در زمینهٔ کنترل صادرات، سرمایه‌گذاری دولتی و تنظیمات تجاری را نیز متأثر سازد.
از دید ژئوپلیتیک، وجود یک زنجیرهٔ ابزارسازی (toolchain) قوی در آمریکا می‌تواند به کاهش نقاط آسیب‌پذیری در تأمین تجهیزات حیاتی منجر شود؛ در عین حال، رقابت در فناوری‌های لیتوگرافی می‌تواند فشار بر تولیدکنندگان فعلی را افزایش دهد تا قیمت‌ها و مدل‌های تجاری خود را بازنگری کنند یا در سرمایه‌گذاری‌های تحقیق‌وتوسعه تجدیدنظر نمایند.
Funding and the road ahead
این استارتاپ تاکنون حامیان استراتژیکی از جمله In-Q-Tel را جذب کرده و حدود 100 میلیون دلار سرمایه جمع‌آوری کرده است که ارزش‌گذاری آن را به بیش از یک میلیارد دلار رسانده است. چنین سرمایه‌ای برای مهندسی، آزمون‌گیری، فرایندهای تأیید کیفی و دورهٔ طولانی لازم برای اعتبارسنجی سیستم‌های جدید لیتوگرافی در کارخانه‌های تجاری حیاتی خواهد بود.
منابع مالی علاوه بر پوشش هزینه‌های توسعهٔ سخت‌افزاری، باید برای توسعهٔ اکوسیستم مواد (رزین‌ها، ماسک‌ها، مواد شیمیایی فرآیندی)، تیم‌های خدمات میدانی، گواهینامه‌ها و تأیید فرایند (process qualification) در fabs بزرگ صرف شود. مرحلهٔ اعتبارسنجی شامل تأیید تکرارپذیری، تحلیل عمر مفید (MTBF)، هماهنگی با ابزارهای متعاقب مثل ماشین‌های اچینگ و بررسی تأثیر بر yield کلی تولید است.
در حال حاضر ادعاهای Substrate فصل ابتدایی و جالبی از داستان بزرگ‌تری را بازگو می‌کند: آیا یک استارتاپ چابک آمریکایی می‌تواند با فناوری و قیمت‌گذاری تثبیت‌شدهٔ ASML رقابت کند؟ پاسخ به این سؤال وابسته به آزمایشات دقیق، یکپارچه‌سازی در خطوط تولید، پشتیبانی زنجیرهٔ تأمین و تمایل مشتریان بزرگ به پذیرش یک پلتفرم لیتوگرافی جدید خواهد بود.
برای رسیدن به تولید با حجم بالا، Substrate باید نشان دهد که می‌تواند نه‌تنها دقت بلکه نرخ تولید، کیفیت لبه‌ها (edge quality)، هم‌پوشانی بین لایه‌ها و ثبات طولانی‌مدت را فراهم آورد تا هزینهٔ کل مالکیت (TCO) برای مشتریان جذاب باشد. همچنین مسائل مربوط به استانداردسازی، تعمیر و نگهداری و آموزش نیروی انسانی در کارخانه‌های پذیرنده نیز باید حل شوند.
در کنار ابعاد فناوری و تجاری، جنبه‌های حقوقی و مالکیت فکری (IP) نیز اهمیت دارد؛ تعامل با شرکای صنعتی، قراردادهای تأمین مواد حساس مانند رزین‌ها و ایجاد شبکهٔ خدمات پس از فروش از مواردی است که می‌تواند تعیین‌کنندهٔ موفقیت یا شکست یک فناوری جدید در بازارهای جهانی باشد.
در نهایت، پذیرش بازار بستگی به ترکیب عوامل فنی، قیمت‌گذاری رقابتی، زمان‌بندی عرضه و اعتماد مشتریان به قابلیت اطمینان ابزار دارد. اگر Substrate بتواند به اثبات عملکرد مستمر و اقتصادی مطلوب برسد، این شرکت می‌تواند به‌عنوان یک بازیگر نوآور در اکوسیستم تولید نیمه‌هادی مطرح شود و گزینه‌های جدیدی را برای تولیدکنندگان تراشه فراهم آورد.
منبع: smarti
نظرات
لابکور
کمی مبالغه‌اس، اما شاید ارزش پیگیری داشته باشه. اگر throughput پایین باشه، عملا بی‌فایده 🤔
میلاد
نکتهٔ مهم اینه تا مقیاس‌پذیری ثابت نشه همه چی فقط فرضیه‌س. زنجیره تأمین و IP کلی داستان داره، زمان می‌خواد
توربو
این واقعیه یا یه ادعای بزرگ رسانه‌ای؟ نرخ تولید، حساسیت رزین ها و مدیریت حرارت رو چطور حل میکنن... سوالات خیلیه
دیتاپالس
واقعاً اگه این درست باشه انقلابیه! اما یه استارتاپ چطور می‌خواد با ASML رقابت کنه؟ تردید دارم ولی هیجان‌انگیز
ارسال نظر