Procesul de producție al procesoarelor moderne mi se pare incredibil de avansat tehnologic

Clipul de mai jos arată cum lucrează o mașinărie ASML de litografiere a procesoarelor în tehnologie de 7 nanometri și poate și mai puțin. Mi se pare impresionat.

De fapt, clipul arată doar prima parte a mașinăriei, cea care generează lumina de mare putere ce “sapă” în siliciu pentru a realizat traseele mici  din chipseturi. Aparatura este impresionantă și are o scară total neașteptată, zic eu. Mi se pare incredibil că cele mai mici elemente produse de civilizația noastră se realizează pe mașinării de dimensiunea unor clădiri. Cum zice clipul la final, mașinăria finală este livrată clientului folosind 3 avioane 747 pline și 20 de TIR-uri.

(ASML Holding este o companie olandeză care produce astfel de mașinării. Sunt singurii furnizori de echipamente pentru Extreme Ultraviolet Lithography, tehnologia de producție pentru cele mai mici dimensiuni de astăzi.)

Ca să înțelegeți mai bine cum se fabrică procesoarele, analogia cu un proiector este foarte bună. Închipuiți-vă un proiector din acela vechi de cinematograf. Lumina de la o sursă puternică trece prin film. Filmul acționează ca o mască, diverse zone rețin lumina, altele o lasă să treacă mai departe către ecran.

Același lucru se întâmplă și în litografiere. Lumina trece printr-o mască, practic schema procesorului, și apoi ajunge pe un strat de siliciu, proverbialul ecran de proiecție. Diferența este că lumina este atât de puternica încât “lasă urme” în siliciu, iar acele urme sunt traseele și tranzistoarele din fiecare strat al procesorului.

Felul în care se întâmplă asta pare atât de avansat încât începi să crezi acele scenarii SF despre cum am învățat asta de la extratereștri. Pentru că producția într-o tehnologie atât de mică este de fapt mai mică decât lungimea de undă a luminii vizibile, ASML a dezvoltat un sistem în care trage cu un laser puternic în mici picături de cositor aflate în zbor. Asta pentru că lumina reflectată de cositor are lungimea de undă de 13,5 nm, necesară acestei producții.

De aici devine OZN. Aparatul folosește o sursă laser pe care o amplifică de zeci de ori în putere. Aparatul “trage” de 50.000 de ori pe secundă cu picături de dimensiunea micronilor de cositor și pe fiecare dintre ele le lovește de două ori cu un laser, odată ca să le aplatizeze, apoi ca să le facă reflective. Lumina reflectată, pură pe lungimea de undă necesară, călătorește mai departe prin mașinărie spre wafer-ul de siliciu.

Nivelul de control necesar pentru așa o precizie este uimitor de avansat. Uptime-ul și mentenanța sunt de asemenea foarte complexe. Există reflexii inverse care trebuie eliminate. Sunt fenomene chimice complexe despre cum să faci picături de cositor la presiune de 275 bari și detectori pentru ca laserul să le nimerească în plin.

O oglindă de focalizare a laserului costă milioane de dolari, iar fiecare componentă de acolo este realizată cu așa precizie încât costă și ele zeci sau sute de mii de dolari. Mașinăria ajunge la 200 de milioane de dolari.

De asta se zice că cine controlează această tehnologie controlează o parte din lumea modernă. Nu poți inventa peste noapte astfel de aparate. Nu poți recupera ușor avansul unor companii precum ASML, ale căror mașinării sunt folosite de TSMC și alte fab-uri.

Este admirabil și că ASML i-a lăsat pe cei de la Linus Media Group să filmeze prin mașinăria lor. Sunt unele zone blurate, dar puține. Prin comparație, pe aici când am mai făcut și eu tururi de fabrici mi s-a spus uneori să nu filmeze vreo mașină care extrudează PVC-ul sau turtește tabla în formă de capotă de mașină, că o fi fost strict secret.