“Đây không phải ảo thuật hay màn trình diễn ngắn hạn mà là một hệ thống có thể tạo ra công suất 1.000 W trong đầy đủ điều kiện vận hành như tại cơ sở của khách hàng”, ông Michael Purvis, kỹ thuật viên phụ trách nguồn sáng máy quang khắc EUV tại ASML, chia sẻ với Reuters.

ASML hiện là doanh nghiệp duy nhất trên thế giới sản xuất thương mại máy quang khắc EUV. Việc nâng công suất nguồn sáng từ mức 600 W hiện nay lên 1.000 W sẽ giúp tăng số lượng chip sản xuất mỗi giờ, qua đó giảm chi phí. Theo hãng công nghệ Hà Lan, cải tiến này có thể giúp sản lượng chip tăng tới 50% vào cuối thập kỷ, củng cố vị thế trước các đối thủ mới nổi tại Mỹ và Trung Quốc.

EUV là công cụ then chốt trong chế tạo chip tiên tiến. Tầm quan trọng của thiết bị này lớn đến mức chính phủ Mỹ từng phối hợp với phía Hà Lan để hạn chế xuất khẩu sang Trung Quốc. Trong khi đó, tại Mỹ, một số startup như Substrate và xLight đang huy động hàng trăm triệu USD nhằm phát triển giải pháp cạnh tranh với ASML.

Về nguyên lý, chip được sản xuất theo cơ chế tương tự chụp ảnh: ánh sáng EUV chiếu lên tấm silicon phủ chất nhạy sáng để in mạch. Khi nguồn sáng mạnh hơn, thời gian phơi sáng sẽ rút ngắn, giúp tăng tốc độ sản xuất.

Ông Teun van Gogh, Phó chủ tịch phụ trách dòng máy EUV NXE của ASML, cho biết đến cuối thập kỷ, mỗi máy có thể xử lý khoảng 330 tấm silicon mỗi giờ, so với mức 220 tấm hiện nay. Mỗi tấm silicon có thể chứa từ vài chục đến hàng nghìn con chip, tùy theo kích thước.

Để tạo ra ánh sáng có bước sóng 13,5 nm, hệ thống của ASML bắn các giọt thiếc nóng chảy vào buồng chân không, nơi laser carbon dioxide nung chúng thành plasma – trạng thái vật chất siêu nóng khiến các giọt thiếc nóng hơn cả bề mặt Mặt Trời và phát ra ánh sáng EUV.

Đột phá mới được công bố tuần này bao gồm việc tăng gấp đôi số giọt thiếc lên khoảng 100.000 giọt mỗi giây và sử dụng hai xung laser nhỏ hơn để tạo plasma thay cho một xung như trước. Theo ông Jorge J. Rocca, giáo sư tại Colorado State University, đây là thách thức rất lớn do đòi hỏi kiểm soát đồng thời nhiều công nghệ phức tạp.

Theo ông Purvis, các kỹ thuật giúp đạt mốc 1.000 W cũng mở ra dư địa cho những bước tiến tiếp theo. “Chúng tôi nhìn thấy lộ trình khá rõ ràng để đạt 1.500 W và không có rào cản cơ bản nào ngăn cản việc chạm mốc 2.000 W”, ông khẳng định.