Il multipatterning DUV è una tecnica che combina più esposizioni di litografia a ultravioletti profondi per imprimere uno strato complesso di un chip. Permette di produrre chip avanzati senza litografia EUV, ma ogni passaggio aggiunge vincoli di allineamento e controllo che possono pesare sui costi e sul numero di chip vendibili.
Come si compone uno strato con il DUV
Con il multipatterning, uno strato troppo complesso per una sola esposizione viene suddiviso in motivi più semplici. Le maschere li imprimono uno dopo l’altro e ogni nuovo motivo deve allinearsi a quelli già incisi: questo allineamento è detto overlay.
Il DUV usa la luce ultravioletta profonda; l’EUV, quella ultravioletta estrema. Per inquadrare la tecnologia EUV nel contesto cinese, NeoTeo ha approfondito il divario nello sviluppo tra Cina e Zeiss.
Perché più esposizioni possono pesare sui costi
Chris Mack, cofondatore e CTO di Fractilia, ha descritto come confronto convenzionale un costo simile per tre esposizioni su uno strumento DUV a immersione da 193 nm e una esposizione EUV. Secondo Mack, con quattro maschere DUV l’EUV diventava più conveniente nel confronto. È un riferimento economico attribuito a Mack, non una tariffa universale per le fabbriche.
| Approccio | Confronto riportato da Chris Mack | Indicazione sui costi |
| Tre esposizioni DUV a immersione da 193 nm | Costo approssimativamente pari a una esposizione EUV, secondo il confronto convenzionale descritto da Mack | Il costo relativo del DUV cresce con il numero di esposizioni |
| Quattro maschere DUV rispetto a una EUV | Mack ha detto che a quattro maschere l’EUV diventava più conveniente | Il vantaggio economico del DUV può ridursi quando servono più passaggi |
Le esposizioni successive moltiplicano le occasioni di variazione del processo o di errore di allineamento. Per agevolare la produzione, i progettisti possono lasciare più spazio tra gli elementi: il die, cioè la singola matrice di silicio, diventa più grande. Su ogni wafer entrano così meno die, mentre la resa, ossia la quota di matrici che supera la produzione e può essere venduta, determina quanti chip si ottengono davvero.
Che cosa dicono gli esempi di memoria e logica
La DRAM offre un esempio concreto dell’estensione del DUV. Micron 1-alpha è stato realizzato senza EUV usando litografia a 193 nm; Micron 1-gamma utilizza invece EUV. Micron ha dichiarato per 1-gamma una densità di bit per wafer superiore di oltre il 30% rispetto alla generazione 1-beta.
La memoria non è però un modello diretto per i processori logici: le sue strutture ripetitive sono più facili da coordinare con il processo produttivo rispetto alla logica complessa. Il risultato ottenuto su una DRAM, quindi, non descrive automaticamente i costi o la resa di un chip logico.
L’analisi del Kirin 9030 riportata da Tom’s Hardware colloca la densità del processo SMIC vicino a quella associata al nodo a 5 nm, ma lo considera meno scalato rispetto ai processi a 5 nm di Samsung e TSMC. Chris Mack osserva che le sigle dei nodi, da sole, dicono poco sulle caratteristiche effettive di un processo. Per i nodi a 3 nm o 2 nm, Mack ritiene difficile che la produzione senza EUV sia economicamente sostenibile.
