Най-важната машина, за която никога не сте чували
Гравирането изглежда толкова старомодна техника (навремето дори е било олимпийски спорт), че обикновено не го свързваме с най-новите технологии. Въпреки това интегралните чипове, използвани във всички наши електронни устройства, се гравират, след което моделите се отпечатват върху силиконова пластина.
И в света има само една машина, която прави това.
Литографията на усъвършенствани полупроводникови материали (Advanced Semiconductor Materials Lithography, ASML) се извършва от холандската мултинационална корпорация ASML Holding – която на практика няма конкуренция в областта на екстремната ултравиолетова литография. Това е техниката за отпечатване, с която се създават най-малките и най-сложните проекти на чипове. Компанията е в състояние да гравира дизайни с размер едва 8 нанометра – за сравнение, човешкият косъм е с дебелина около 80 000 нанометра.
Гравирането е изключитерлно важен процес при изработката на чиповете: при него се създават множество електронни компоненти като транзистори, резистори и кондензатори – изключително важни за функционирането на интегралните схеми. Размерът на тези чипове е ограничен, защото размерът на нашата техника е ограничен, особено когато става въпрос за неща като мобилни телефони. Така че колкото повече можете да гравирате върху един полупроводник, толкова по-добър е чипът – а за да гравирате повече, трябва да намалите размера.
Ето защо машината използва екстремна ултравиолетова светлина. Тя е с дължина на вълната около 13 нанометра, което е близо до начало на рентгеновата светлина. Плюс това, се използват интелигентни оптични системи, за да се намали размерът с още няколко нанометра. Съществуват подходи да се стигне и още по-далеч, но те вече са вкарват нестабилност в технологията. В крайна сметка – не много далеч в бъдещето – квантовите и термодинамичните ефекти на единичните силициеви атоми (които имат диаметър 0,26 нанометра) ще спрат гравирането да става по-малко.
Така че умни проекти като триизмерни интегрални схеми, по-добър софтуер или различни структури ще трябва да компенсират ограниченията, които физиката е наложила на тази технология.
Монополът на ASML Holdings е истинска аномалия – която може да има всеобхватни последици. Те са мощна компания и са изключително влиятелни, като се има предвид, че в наши дни всяко нещо има чип в него. Техните машини са много големи, а ние вече разбрахме какво се случва, когато нещо спре търговския поток – недостигът на чипове заради ковид все още се усеща.
Екстремната ултравиолетова литография е технология от съществено значение за всичко, което правим, но и доста непозната по света. Така единственият доставчик на машината, която произвежда всички интегрирани чипове в света, има решаваща и доминираща роля.
