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Rapport affirme qu’Apple utilisera TSMC pour 5 nm en 2020

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Il y a un nouveau rapport affirmant qu’Apple utilisera TSMC pour la production de 5 nm en 2020, malgré le fait que les puces EUV de première génération ne sortent même pas encore de la ligne. Si cela s’avère vrai, cela signifierait que TSMC bloque déjà les commandes de l’autre côté de l’un des changements techniques les plus délicats que le monde de la fonderie ait jamais effectués.

« TSMC devrait sécuriser les premières commandes de puces 5 nm d’Apple pour les iPhones 2020 », selon DigiTimes. C’est important car le niveau d’injection EUV au nœud 5 nm devrait être nettement supérieur à ce que nous verrons avec le nœud 7 nm de deuxième génération de TSMC.

Pour récapituler : TSMC utilisera l’EUV à 7 nm, mais uniquement pour les contacts et les vias, les composants qui peuvent être créés sans l’utilisation d’une pellicule. Selon un article de Mark LaPedus dans Semi-ingénierie, il y a trois problèmes majeurs à résoudre : la disponibilité de l’EUV (actuellement entre 70 et 80 %, contre 100 % pour les scanners conventionnels), les rendements des masques EUV (actuellement estimés à 72 % en 2018) et le problème de la pellicule. Une pellicule est un bouclier transparent qui protège le photomasque et empêche les particules de tomber dessus. Même une seule particule de poussière peut entraîner une mauvaise exposition et une pièce défectueuse.

La disponibilité et les rendements des masques s’améliorent régulièrement depuis plusieurs années, mais les défis sont considérables. Cette citation de l’article illustre magnifiquement ce point :

Les ébauches de masques optiques d’aujourd’hui consistent en une couche opaque de chrome sur un substrat en verre.

En revanche, une ébauche de masque EUV se compose de 40 à 50 couches alternées de silicium et de molybdène sur un substrat, ce qui donne un empilement multicouche d’une épaisseur de 250 nm à 350 nm. Sur l’empilement, on trouve une couche de protection à base de ruthénium, suivie d’un absorbeur à base d’un matériau en tantale.

L’article va plus en détail sur le sujet, mais la seule comparaison entre les deux types de blancs illustre à quel point cet aspect unique de l’EUV a été difficile à commercialiser. Les problèmes de pellicule sont également complexes. ASML, l’une des principales entreprises du secteur des outils EUV, a ciblé une pellicule avec un taux de transmission de 88 %, évalué à une source de 300 W et capable de traiter 10 000 tranches avant remplacement. Actuellement, la pellicule d’ASML a un taux de transmission de 83 %, résiste à une source de 250 W et doit être remplacée toutes les 3 000 tranches.

Machine EUV

Photo via Semi-ingénierieimage par ASML

TSMC a précédemment déclaré qu’il utilisera beaucoup plus l’EUV à 5 nm, y compris sur les zones de la puce où une pellicule est requise. ASML a déclaré qu’elle avait l’intention de mettre sur le marché une pellicule capable de répondre aux spécifications requises cette année, bien que, comme nous l’avons longuement détaillé, EUV soit peut-être l’enfant de l’affiche pour les affirmations « Cette année » qui sont finalement repoussées. Dans le même temps, l’activité de fonderie s’est clairement engagée à augmenter l’EUV. Nous avons vu des motifs doubles et quadruples déployés pour prolonger la durée de vie de la lithographie traditionnelle, mais personne ne parle d’une feuille de route pour 6 à 8 étapes de motif.

Si TSMC sécurise déjà les commandes sur 5 nm, cela implique que la solution globale de l’entreprise pour ce nœud se présente bien. Pourtant, la feuille de route pour l’insertion complète de l’EUV a été faite de cailloux et d’au moins 15 ans de retards à ce stade. Le fait que l’industrie s’oriente vers l’insertion suggère que les entreprises ont le sentiment qu’elles auront des solutions en place pour ces problèmes. Le fait qu’il nous ait fallu des décennies pour en arriver là suggère que les délais pourraient encore changer encore quelques fois.

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