Das neue Zentrum mit dem Namen EUV Accelerator im Albany NanoTech Complex in New York ist die erste Forschungs- und Entwicklungseinrichtung (F&E), die unter der Schirmherrschaft des CHIPS Act gegründet wurde.

Der EUV-Beschleuniger soll die US-Halbleiterindustrie voranbringen und wird mit hochmodernen Maschinen zur Chipherstellung ausgestattet, sodass Industrieforscher mit universitären Ausbildungspartnern zusammenarbeiten können.

„Wenn in den Vereinigten Staaten fortschrittliche Forschung betrieben wird, werden wir in der Lage sein, die fortschrittlichsten Chips der Welt zu entwickeln, was uns einen militärischen Vorteil verschafft“, sagte Senator Schumer. „Natürlich stellt es auch sicher, dass die amerikanische Wirtschaft und die Unternehmen bei fortschrittlichen Halbleitern einen Vorsprung haben.“

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Die Länder suchen fieberhaft nach Wegen, den ASML-Engpass zu beseitigen. Foto: Bloomberg

Mittlerweile betrachtet die US-Regierung EUV als eine wichtige Technologie für die Produktion fortschrittlicher Chips und strebt die Beherrschung dieser Technologie an.

Washington ist außerdem davon überzeugt, dass der Zugang zu EUV sowie die Forschung und Entwicklung im Bereich der Halbleitertechnologie notwendig sind, um die Führungsrolle der USA auszubauen, Zeit und Kosten für die Prototypenentwicklung zu senken und ein Ökosystem für die Belegschaft im Halbleiterbereich aufzubauen und aufrechtzuerhalten.

Nach seiner Inbetriebnahme wird sich der EUV-Beschleuniger voraussichtlich auf die Entwicklung fortschrittlicher EUV-Spektrometer mit hoher numerischer Apertur sowie auf die Erforschung anderer EUV-basierter Technologien konzentrieren.

Das Zentrum soll den Mitgliedern des US-amerikanischen National Semiconductor Technology Center (NTSC) und von Natcast im nächsten Jahr Zugang zu Standard-EUV-NA und im Jahr 2026 zu High-NA-EUV bieten.

„Die Eröffnung des Zentrums ist ein wichtiger Meilenstein, um sicherzustellen, dass die Vereinigten Staaten weiterhin weltweit führend in der Halbleiterinnovation bleiben“, sagte Gina Raimondo, US-Handelsministerin.

Im Februar kündigte die Biden-Regierung einen Zuschuss an den Chiphersteller GlobalFoundries an, um die Produktionsexpansion nördlich von Albany und Vermont voranzutreiben. Im April kündigten die USA weiterhin ein 6,1 Milliarden Dollar schweres Paket für Micron zur Herstellung fortschrittlicher Speicherchips an.

Bei der Fotolithografie handelt es sich um den Prozess des Druckens eines Schaltkreisdiagramms auf die lichtempfindliche Oberfläche einer Siliziumscheibe, indem ein Lichtstrahl durch eine Glasplatte, auf der das Schaltkreisdiagramm gezeichnet ist, auf die Siliziumscheibe gerichtet wird.

Kleinere Schaltkreise erfordern Lichtquellen mit kürzerer Wellenlänge, wobei extremes Ultraviolett (EUV) heute die fortschrittlichste Entwicklung darstellt.

In den letzten Jahren hatte ASML eine „Monopolstellung“ bei der Bereitstellung von Fotolithografiemaschinen inne, was das niederländische Unternehmen zu einem „Flaschenhals“ in der Halbleiter-Lieferkette machte.

TSMC und ASML können Chip-Foundry-Geräte aus der Ferne deaktivieren . SCMP zitierte Quellen mit der Aussage, dass TSMC und ASML über Möglichkeiten verfügen, im Falle einer geopolitischen Krise die modernsten Chip-Foundry-Maschinen der Welt aus der Ferne zu deaktivieren.

Diese Chipgießereien sind auch eine heiße Front zwischen Washington und Peking. Derzeit wird die fortschrittlichste EUV-High-NA-Maschine von ASML für 380 Millionen USD verkauft; Anfang des Jahres wurde die erste Maschine an Intel und die zweite an einen „unbekannten Kunden“ ausgeliefert.

Nicht nur die USA, sondern auch Glieder der globalen Halbleiter-Lieferkette versuchen, EUV selbst zu produzieren.

Anfang August gaben japanische Forscher (OIST) bekannt, dass ihnen die Entwicklung einer einfacheren und günstigeren EUV-Lithografiemaschine gelungen sei. Darüber hinaus zeichnet sich das Gerät durch ein einfacheres Design als das herkömmliche System von ASML aus, beispielsweise durch die Reduzierung auf lediglich zwei optische Spiegel anstelle der standardmäßigen sechs.

Da die neue EUV-Maschine eine einfachere Struktur aufweist und günstiger ist als die Ausrüstung von ASML, könnte sie bei Massenproduktion die Chip-Gießerei-Industrie umgestalten und damit die gesamte Halbleiterindustrie beeinflussen.

Zu den Vorteilen der Maschine zählen außerdem eine höhere Zuverlässigkeit und ein geringerer Wartungsaufwand. Eine weitere Stärke des neuen Systems ist die deutliche Reduzierung des Stromverbrauchs.

Dank des optimierten Lichtwegs kommt das System mit einer EUV-Lichtquelle von nur 20 W aus, was zu einem Gesamtstromverbrauch von weniger als 100 kW führt. Mittlerweile benötigen herkömmliche EUV-Systeme typischerweise mehr als 1 MW Leistung.

OIST hat für die Technologie ein Patent angemeldet und erklärt, dass es die EUV-Lithographiemaschine für praktische Anwendungen weiterentwickeln wird. Der globale Markt für EUV-Maschinen soll von 8,9 Milliarden US-Dollar im Jahr 2024 auf 17,4 Milliarden US-Dollar im Jahr 2030 wachsen.

(Laut Fortune, Bloomberg)