Гонка за огромными ИИ-процессорами дошла до неожиданного ограничения. Новейшие литографические машины ASML умеют печатать элементы меньше прежних, но крупнейшие ускорители Nvidia и других разработчиков физически не помещаются в доступное поле экспонирования.
Проблема связана с новым поколением High NA EUV. Такие установки ASML повышают числовую апертуру с 0,33 до 0,55 и позволяют формировать элементы с разрешением около 8 нм. По данным производителя, за один проход технология может создавать структуры в 1,7 раза меньше и размещать примерно в 2,9 раза больше транзисторов, чем нынешние EUV-системы семейства NXE.
Однако рост точности потребовал изменить оптику. High NA использует анаморфные зеркала, из-за которых поле экспонирования оказалось примерно вдвое меньше. Обычные EUV-машины позволяют выпускать кристаллы площадью около 800 мм², и разработчики вроде Nvidia и Google уже приблизились к этому пределу. Новые установки без дополнительных ухищрений не могут целиком перенести такой большой рисунок на пластину.
Производители могут разделить крупный кристалл на несколько областей и затем точно совместить их при последовательных экспозициях. Такая «сшивка» усложняет производство, снижает производительность оборудования и добавляет риск ошибок совмещения. Особенно неприятным ограничение становится для ИИ-ускорителей, где разработчики стараются использовать почти всю доступную площадь кристалла.
ASML и TSMC предложили решить проблему переходом с нынешних 6-дюймовых фотошаблонов на 12-дюймовые фотошаблоны . Более крупный формат должен вернуть возможность экспонировать большие кристаллы без сшивки и одновременно сохранить преимущества High NA. К инициативе проявили интерес другие производители микросхем и поставщики оборудования.
High NA уже вышла за пределы лабораторий. Intel применяет оборудование ASML при выпуске отдельных слоёв процессоров Core Ultra Series 3 на техпроцессе Intel 18A. TSMC рассчитывает использовать High NA в массовом производстве передовых техпроцессов с 2030 года. Samsung планирует внедрить технологию для DRAM к 2028 году, аналогичный срок рассматривает SK Hynix.
Переход на увеличенные фотошаблоны потребует перестроить целую производственную экосистему, включая сами маски, оборудование для их изготовления, контроля и транспортировки, а также литографические системы. Поэтому быстрым решение не будет. ASML рассчитывает запустить пилотную линию для нового формата к 2031 году, а оборудование для массового производства подготовить к 2033 году.
Зато выигрыш может оказаться заметным. Технический директор ASML Марко Питерс рассчитывает, что после перехода на большие маски производительность установок вырастет примерно на 40%. Для фабрик, где одна High NA EUV-машина стоит сотни миллионов евро, такой прирост напрямую влияет на себестоимость каждого кристалла.
История хорошо показывает новую проблему полупроводниковой отрасли. Уменьшать отдельные транзисторы инженеры пока способны, но ИИ заставляет одновременно увеличивать сами процессоры. В результате дальнейший прогресс зависит уже не только от нанометров, но и от того, насколько большой рисунок литографическая машина способна перенести на кремний за один проход.
Ещё весной TSMC решила не спешить с High NA , поскольку огромная стоимость новых систем пока не всегда оправдывает выигрыш. Теперь планы на 12-дюймовые фотошаблоны показывают, какие изменения могут сделать технологию экономически привлекательнее для крупнейшего контрактного производителя чипов.
Intel, напротив, начала готовиться к новому поколению литографии раньше конкурентов. Компания связывает High NA EUV с будущим техпроцессом Intel 14A и рассчитывает дополнить более точную печать новыми транзисторами RibbonFET и системой питания PowerVia.
Параллельно сама EUV-литография перестаёт быть исключительно технологией Запада. В конце 2025 года стало известно о китайском прототипе EUV -установки, созданном на фоне многолетних экспортных ограничений. До уровня серийных машин ASML китайскому оборудованию пока далеко, но значение литографии для мировой гонки чипов продолжает расти.