ASML готовит установку гибридного соединения чипов, считает SemiAnalysis

ASML, единственный производитель сканеров для EUV-литографии¹, разрабатывает установку, которая ставит кристаллы² чипов на пластину методом гибридного соединения³. К такому выводу аналитики SemiAnalysis⁴ пришли по патентам компании.

Почему это важно: серийно такие установки сейчас поставляет только нидерландская Besi. SemiAnalysis называет гибридное соединение самым важным новшеством в производстве чипов со времён EUV, а приход ASML на этот рынок — плохой новостью для Besi.

Повод: ASML ничего не объявляла, но на её планы указывают три признака:

• С декабря 2022 по ноябрь 2024 года компания подала 27 семейств патентов на соединение чипов, в основном о соединении кристалла с пластиной.
• В марте корейское издание The Elec сообщило, что ASML начала проектировать такую установку вместе с поставщиками Prodrive Technologies и VDL ETG; ASML от комментариев отказалась.
• В плане развития, который ASML показала инвесторам в 2024 году, гибридное соединение значится в производстве памяти NAND, DRAM и логических чипов.

Расклад: кристаллы на пластину серийно ставят пока только в логических чипах. AMD с 2022 года выпускает процессоры с дополнительной кэш-памятью V-Cache, TSMC собирает чипы в стопку по технологии SoIC. Рынок ждал, что с 2028 года главным источником спроса на такие установки станет память HBM для ИИ-ускорителей, но SemiAnalysis считает, что раньше 2029 года этого не случится, если случится вообще.

Как это работает: обычная установка головкой снимает кристалл с разрезанной пластины и кладёт его на место. В схеме из патента WO2025201788A1 каждый кристалл едет на собственном держателе по треку — в заявке для примера назван конвейер SuperTrak CONVEYANCE. По пути кристалл останавливается у станций осмотра, очистки, плазменной активации, измерения рельефа и выравнивания, и каждая станция сама подводит к нему датчик или головку.

Детали: держатель с кристаллом едет по треку на челноке. Челноки возвращаются в ту же точку с разбросом около 10 мкм, а для соединения нужна точность 50 нм. Поэтому на последней станции столик подводит нижнюю пластину к кристаллу на расстояние в десятки микрон, а приводы держателя доводят положение кристалла и прижимают его.

По оценке SemiAnalysis, трек даёт установке три выгоды:

• Каждому шагу ставят столько станций, сколько требует его длительность: трёхсекундной очистке — три, соединению за 1,2 секунды — одну, и ни одна не простаивает.
• Мощность наращивают новой станцией, а не второй установкой, если в камере есть для неё место.
• Новый тип кристалла — это новый рецепт в программе, поэтому разные кристаллы могут идти по одной линии.

В цифрах: точность совмещения и чистота определяют выход годных при гибридном соединении, а обе задачи ASML, по мнению аналитиков, десятилетиями решает в литографии:

• Одна частица размером 1 мкм между двумя пластинами может оставить несоединённым участок около 10 мм в поперечнике.
• Сканер ASML NXT:2100i совмещает слои на одной машине с ошибкой до 0,9 нм.
• Измерив искажения соединённых пластин, ASML уже снижает ошибку совмещения следующего слоя с 40–60 нм до менее чем 4 нм.
• Это цифры литографии, а не соединения, но установке нужна точность около 50 нм, так что запас у датчиков и столиков ASML большой.

Между строк: установка продолжила бы курс ASML на вертикальную интеграцию. В 2013 году компания купила Cymer ради источников света для своих сканеров, в 2016-м — HMI ради электронно-лучевого контроля, в 2020-м — Berliner Glas ради оптических модулей. В третьем квартале 2025 года ASML отгрузила первый сканер для корпусирования чипов XT:260. В заявке июля 2024 года установка передаёт сканеру карту, где лежит каждый кристалл, и тому не нужно заново искать каждый перед экспонированием. Так ASML сможет продавать обе машины парой.

Если шире: основную часть заказов на гибридное соединение Besi получает от TSMC и Intel. С ними и Samsung ASML в сентябре объявила общий проект по переходу на 12-дюймовые фотошаблоны, и SemiAnalysis не удивится похожему шагу в сборке чипов. В памяти HBM Besi, по оценке аналитиков, догоняют корейские конкуренты.

Но: чтобы установка заработала, ASML или её поставщикам, по оценке SemiAnalysis, предстоит решить несколько задач:

• Измерения с ранних станций нужно передавать вперёд по линии, чтобы по ним подстраивались следующие шаги.
• Сам контакт кристалла с пластиной ещё предстоит отработать.
• Станции очистки, активации и измерений придётся переделать, чтобы они обрабатывали кристаллы прямо на треке.
• Весь контур нужно держать в чистоте, а грязь здесь иная, чем в сканере: обломки по краям кристаллов после резки и частицы на свежеактивированной поверхности.

Судя по анализу патентов ASML, который провёл корейский университет Инха, компания может готовить и установку для соединения целых пластин на своей платформе TWINSCAN.