Bộ quốc phòng Hoa Kỳ (DoD) đã vừa chọn Intel để dẫn đầu chương trình Rapid Assured Microelectronics Prototypes - Commercial (RAMP-C) của Lầu Năm Góc. Mục tiêu sẽ là xây dựng hệ sinh thái sản xuất chip thương mại, thúc đẩy sản xuất chip trong nước và Lầu Năm Góc sẽ có thể khai thác hệ sinh thái này để sản xuất các "hệ thống tối quan trọng".
Hiện tại Mỹ vẫn chưa có được công nghệ sản xuất bán dẫn nội địa đủ sức đáp ứng nhu cầu lâu dài của ngành công nghiệp quốc phòng nhằm phục vụ sản xuất thiết bị điện tử tối tân. Điển hình là công nghệ sản xuất bán dẫn nhỏ hơn 7 nm, các hãng công nghệ vẫn cần đến TSMC của Đài Loan. Dù rằng TSMC đã có kế hoạch mở nhà máy tại Mỹ nhưng đây vẫn là một công ty của nước ngoài. Vì vậy theo chương trình RAMP-C, DoD đặt cược vào Intel và nhánh sản xuất bán dẫn Intel Foundry Services sẽ đóng vai trò dẫn đầu nỗ lực của DoD. "Đội xanh" sẽ hợp tác với các công ty khác trong ngành công nghiệp chip như IBM và cả các công ty chuyên làm phần mềm thiết kế chip là Gatens và Synopsis. Danh sách các công ty tham gia RAMP-C sẽ tăng qua thời gian, Intel không tiết lộ thêm những cái tên khác.
Các công ty tham gia RAMP-C sẽ chịu trách nhiệm thiết kế và sản xuất theo các yêu cầu của chính phủ Hoa Kỳ. Và để làm được điều này thì các bên phải thành lập một hệ sinh thái bán dẫn tại Mỹ để thiết kế và sản xuất. Chip mẫu sẽ được chuẩn bị để sản xuất trên tiến trình 18A của Intel, dự kiến đi vào hoạt động vào nửa sau năm 2025.
Trong thông cáo báo chí, Intel cho biết DoD đang rất quan tâm đến tiến trình 18A của Intel. Node tiến trình này được cho là tương đương với 2nm bởi 18A có nghĩa là 18 angstroms, 1 angstrom = 0.1 nm. Với tiến trình 18A, Intel sẽ sử dụng công nghệ quang khắc siêu cực tím (EUV) thế hệ 2 và những chiếc máy quang khắc này sẽ có khẩu độ số cao hơn, trong ngành gọi là High-NA (Numerical Aperture). Khi chip ngày càng tinh vi hơn, đòi hỏi kích thước bán dẫn nhỏ hơn thì bước sóng UV cũng sẽ bị đẩy đến giới hạn. Để giải quyết vấn đề này thì thế hệ máy quang khác mới sẽ sử dụng các thấu kính với khẩu độ số 0,55 NA, so với EUV hiện tại là 0,33 NA, cho phép nhiều ánh sáng hơn đi qua hơn, chùm tia EUV hội tụ rộng hơn từ đó cường độ của nó sẽ lớn hơn khi khắc lên tấm wafer và cũng tăng độ chính xác của các đường khắc.
ASML của Hà Lan là công ty duy nhất trên thế giới sản xuất máy quang khắc EUV và công nghệ đằng sau những chiếc máy này gắn liền với các đối tác và nghiên cứu của ASML. Có thể nói, những chiếc máy EUV của ASML chính là "cần câu cơm" của các hãng sản xuất bán dẫn. Rất khó cho công ty khác để cạnh tranh với ASML bởi điều này đòi hỏi một mạng lưới các chuyên gia riêng biệt - thứ sẽ mất cả thập kỷ để hình thành và cần vốn rất lớn. Vì vậy, không có nhà sản xuất bán dẫn nào muốn phá vỡ sự cân bằng này để tự tìm hướng đi riêng để rồi tự mất cơ hội tiếp cận với các công nghệ sản xuất tiên tiến nhất. Các hãng sản xuất bán dẫn lớn như Intel, TSMC và Samsung đều đầu tư rất nhiều vào ASML và hãng nào cũng muốn có công nghệ độc quyền của ASML.
Về phần Intel, vào năm 2012 thì Intel đã đổ vào ASML 2,1 tỉ đô, lấy 10% cổ phần của ASML và sẽ tiếp tục đầu tư để đạt 25% cổ phần. Samsung và TSMC cũng đang sở hữu cổ phần lớn của ASML. Giá trị vốn hóa thị trường của ASML đã tăng từ 24 tỉ đô năm 2012 lên 268 tỉ đô năm 2021, vượt cả Intel.
Lợi thế tiếp cận được máy quang khắc EUV và đặc biệt là máy EUV High-NA sẽ là cuộc chiếp tiến theo giữa các hãng sản xuất bán dẫn. Hiện tại trên thị trường sản xuất bán dẫn toàn cầu thì TSMC đang khai thác một nửa số lượng máy quang khắc EUV và đang ở vị trí dẫn đầu khi xét về sản lượng chip được sản xuất dùng công nghệ EUV. Intel có ít hơn và phải đến tiến trình Intel 4 thì công nghệ EUV mới được Intel khai thác. Dù vậy, Intel vẫn cần đặt trước để chuẩn bị sản xuất. Mỗi chiếc máy EUV có giá khoảng 150 triệu đô sẽ mất từ 4 - 6 tháng để lắp đặt.
Intel kỳ vọng sẽ sớm có trong tay những chiếc máy quang khắc High-NA EUV đầu tiên của ASML và sẽ là hãng đầu tiên sử dụng loại máy này để sản xuất chip hàng loạt. Đây cũng là một phần trong chiến lược IDM 2.0 của Intel nhằm trở lại vị thế dẫn đầu ngành công nghiệp. Giám đốc điều hành ASML - Peter Wennink cho biết hãng sẽ bắt đầu sản xuất số lượng lớn máy quang khắc High-NA EUV vào năm 2025 hoặc 2026.
Hiện tại Mỹ vẫn chưa có được công nghệ sản xuất bán dẫn nội địa đủ sức đáp ứng nhu cầu lâu dài của ngành công nghiệp quốc phòng nhằm phục vụ sản xuất thiết bị điện tử tối tân. Điển hình là công nghệ sản xuất bán dẫn nhỏ hơn 7 nm, các hãng công nghệ vẫn cần đến TSMC của Đài Loan. Dù rằng TSMC đã có kế hoạch mở nhà máy tại Mỹ nhưng đây vẫn là một công ty của nước ngoài. Vì vậy theo chương trình RAMP-C, DoD đặt cược vào Intel và nhánh sản xuất bán dẫn Intel Foundry Services sẽ đóng vai trò dẫn đầu nỗ lực của DoD. "Đội xanh" sẽ hợp tác với các công ty khác trong ngành công nghiệp chip như IBM và cả các công ty chuyên làm phần mềm thiết kế chip là Gatens và Synopsis. Danh sách các công ty tham gia RAMP-C sẽ tăng qua thời gian, Intel không tiết lộ thêm những cái tên khác.
Các công ty tham gia RAMP-C sẽ chịu trách nhiệm thiết kế và sản xuất theo các yêu cầu của chính phủ Hoa Kỳ. Và để làm được điều này thì các bên phải thành lập một hệ sinh thái bán dẫn tại Mỹ để thiết kế và sản xuất. Chip mẫu sẽ được chuẩn bị để sản xuất trên tiến trình 18A của Intel, dự kiến đi vào hoạt động vào nửa sau năm 2025.
Trong thông cáo báo chí, Intel cho biết DoD đang rất quan tâm đến tiến trình 18A của Intel. Node tiến trình này được cho là tương đương với 2nm bởi 18A có nghĩa là 18 angstroms, 1 angstrom = 0.1 nm. Với tiến trình 18A, Intel sẽ sử dụng công nghệ quang khắc siêu cực tím (EUV) thế hệ 2 và những chiếc máy quang khắc này sẽ có khẩu độ số cao hơn, trong ngành gọi là High-NA (Numerical Aperture). Khi chip ngày càng tinh vi hơn, đòi hỏi kích thước bán dẫn nhỏ hơn thì bước sóng UV cũng sẽ bị đẩy đến giới hạn. Để giải quyết vấn đề này thì thế hệ máy quang khác mới sẽ sử dụng các thấu kính với khẩu độ số 0,55 NA, so với EUV hiện tại là 0,33 NA, cho phép nhiều ánh sáng hơn đi qua hơn, chùm tia EUV hội tụ rộng hơn từ đó cường độ của nó sẽ lớn hơn khi khắc lên tấm wafer và cũng tăng độ chính xác của các đường khắc.
ASML của Hà Lan là công ty duy nhất trên thế giới sản xuất máy quang khắc EUV và công nghệ đằng sau những chiếc máy này gắn liền với các đối tác và nghiên cứu của ASML. Có thể nói, những chiếc máy EUV của ASML chính là "cần câu cơm" của các hãng sản xuất bán dẫn. Rất khó cho công ty khác để cạnh tranh với ASML bởi điều này đòi hỏi một mạng lưới các chuyên gia riêng biệt - thứ sẽ mất cả thập kỷ để hình thành và cần vốn rất lớn. Vì vậy, không có nhà sản xuất bán dẫn nào muốn phá vỡ sự cân bằng này để tự tìm hướng đi riêng để rồi tự mất cơ hội tiếp cận với các công nghệ sản xuất tiên tiến nhất. Các hãng sản xuất bán dẫn lớn như Intel, TSMC và Samsung đều đầu tư rất nhiều vào ASML và hãng nào cũng muốn có công nghệ độc quyền của ASML.
Về phần Intel, vào năm 2012 thì Intel đã đổ vào ASML 2,1 tỉ đô, lấy 10% cổ phần của ASML và sẽ tiếp tục đầu tư để đạt 25% cổ phần. Samsung và TSMC cũng đang sở hữu cổ phần lớn của ASML. Giá trị vốn hóa thị trường của ASML đã tăng từ 24 tỉ đô năm 2012 lên 268 tỉ đô năm 2021, vượt cả Intel.
Lợi thế tiếp cận được máy quang khắc EUV và đặc biệt là máy EUV High-NA sẽ là cuộc chiếp tiến theo giữa các hãng sản xuất bán dẫn. Hiện tại trên thị trường sản xuất bán dẫn toàn cầu thì TSMC đang khai thác một nửa số lượng máy quang khắc EUV và đang ở vị trí dẫn đầu khi xét về sản lượng chip được sản xuất dùng công nghệ EUV. Intel có ít hơn và phải đến tiến trình Intel 4 thì công nghệ EUV mới được Intel khai thác. Dù vậy, Intel vẫn cần đặt trước để chuẩn bị sản xuất. Mỗi chiếc máy EUV có giá khoảng 150 triệu đô sẽ mất từ 4 - 6 tháng để lắp đặt.
Intel kỳ vọng sẽ sớm có trong tay những chiếc máy quang khắc High-NA EUV đầu tiên của ASML và sẽ là hãng đầu tiên sử dụng loại máy này để sản xuất chip hàng loạt. Đây cũng là một phần trong chiến lược IDM 2.0 của Intel nhằm trở lại vị thế dẫn đầu ngành công nghiệp. Giám đốc điều hành ASML - Peter Wennink cho biết hãng sẽ bắt đầu sản xuất số lượng lớn máy quang khắc High-NA EUV vào năm 2025 hoặc 2026.
