Intel Foundry a commencé la fabrication d’une partie de ses processeurs Intel Core Ultra Series 3, connus sous le nom de Panther Lake, en utilisant les machines High-NA EUV d’ASML sur certaines couches du processus Intel 18A. Fabricant pionnier, il devient ainsi le premier à livrer un produit logique à volume élevé en intégrant cette nouvelle génération de lithographie, même si la majorité du silicium continue de dépendre d’équipements EUV traditionnels.

Les essentiels du High-NA EUV sur Panther Lake en 30 secondes

• Intel utilise le High-NA EUV pour certaines couches de Panther Lake fabriquées selon le processus Intel 18A.
• Les rendements obtenus sont comparables à ceux des machines EUV NXE traditionnelles, selon ASML.
• La production reste compatible avec d’autres équipements : toutes les couches ne sont pas encore exclusivement en High-NA.
• Cette technologie améliore la résolution et peut réduire le nombre d’expositions nécessaires.
• TSMC reste sceptique quant à ses coûts, tandis que Samsung progresse sans annoncer un produit équivalent en production.

Cet annonce constitue une étape commerciale majeure pour ASML. La société néerlandaise avait déployé ses premières machines High-NA dans des centres de recherche, mais doit désormais démontrer leur intégration dans une usine réelle, leur disponibilité suffisante, et atteindre des rendements comparables à ceux d’une plateforme mature.

Intel n’a pas révélé combien de couches de Panther Lake utilisent le High-NA EUV, ni quel pourcentage de processeurs passera par ces équipements, ni leur performance exacte. ASML précise simplement que certaines couches du processus Intel 18A ont été qualifiées dans l’Oregon et que les produits fabriqués avec cette technologie sont déjà expédiés aux clients.

Intel ne transfert pas tout Panther Lake en High-NA

L’expression « fabriqué avec le High-NA EUV » peut prêter à confusion. Panther Lake n’est pas entièrement produit avec ces nouvelles machines TWINSCAN EXE. Intel emploie le High-NA sur un ensemble de couches sélectionnées, tout en conservant la plateforme NXE traditionnelle pour le reste du processus.

La double qualification signifie qu’une même couche peut être produite à l’aide d’équipements High-NA EUV ou avec les machines NXE déjà utilisées par Intel. La société affirme que les performances sont équivalentes sur les deux plateformes, ce qui lui permet d’introduire la nouvelle technologie progressivement, sans en faire un point de défaillance unique.

Cette approche limite le risque industriel. Intel peut recueillir des données sur le fonctionnement, le temps d’exposition, la maintenance, les défauts et la stabilité, sans devoir entièrement repenser le processus Intel 18A autour d’équipements encore récents.

Elle peut également continuer à produire avec sa flotte existante lorsque l’une des machines High-NA doit être arrêtée ou nécessite une maintenance. En fabrication de semi-conducteurs, la résolution maximale ne suffit pas si l’équipement ne maintient pas une disponibilité, une précision inter-couches, et un débit d’oxyde de silicium nécessaire.

En 2024, Intel a reçu sa première machine TWINSCAN EXE:5000 commerciale, tout en intégrant cette plateforme à Hillsboro, en Oregon. Ensuite, elle a déployé la EXE:5200B, une seconde génération conçue pour améliorer la productivité horaire, la superposition de précision et la stabilité du procédé.

Le passage de la phase expérimentale à Panther Lake offre la possibilité de collecter des données avec des designs destinés au marché. Jusqu’à présent, une grande partie des démonstrations High-NA s’effectuait sur des structures d’essais, des mémoires expérimentales ou des motifs créés spécifiquement pour évaluer la résolution.

ASML considère qu’Intel est le premier fabricant à expédier un produit logique à grand volume avec cette technologie. Cela ne signifie pas que tous les Panther Lake du marché ont été fabriqués avec une EXE, mais le communiqué mentionne explicitement un sous-ensemble de processeurs.

Ce qui change entre EUV et High-NA EUV

La lithographie utilise la lumière pour transférer les motifs des circuits sur une plaquette de silicium. Plus la capacité de définir de petites lignes rapprochées est grande, plus on peut intégrer de transistors et de connexions dans une surface donnée.

Les machines EUV actuelles fonctionnent avec une lumière ultraviolette extrême de 13,5 nm et une ouverture numérique de 0,33. Le High-NA conserve la longueur d’onde mais élève l’ouverture à 0,55.

Ce changement permet d’affiner la concentration de la lumière et de définir des structures plus réduites. La résolution prévue passe d’environ 13 nm avec la plateforme NXE à environ 8 nm avec la plateforme EXE. Ces chiffres désignent la capacité de résolution de la machine, non la taille commerciale du nœud ni les dimensions complètes d’un transistor.

Les prix restent indicatifs. Les configurations, contrats de maintenance et autres conditions commerciales peuvent faire varier le coût réel, mais le High-NA se situe environ au double d’une plateforme EUV moderne classique.

Son avantage économique dépend de combien de processus peut réduire. Lorsqu’une machine ne peut pas imprimer une couche entière avec la résolution requise, le motif doit être divisé en plusieurs expositions. Chaque étape supplémentaire consomme du temps, des matériaux, de la capacité de la fab et augmente le risque de mauvais alignement.

Le High-NA peut imprimer en une seule exposition certains motifs qui nécessiteraient plusieurs passes avec l’EUV 0,33. Une machine plus coûteuse pourrait donc réduire le coût global d’une couche, mais seulement si la simplification compense l’investissement, la maintenance et la possible baisse de productivité durant l’adoption.

Ce calcul n’est pas équivalent pour tous. Il dépend de la densité du design, de la taille du chip, des couches critiques, du volume prévu et des performances actuelles de chaque fabricant.

Intel accélère alors que TSMC attend le bon moment

Intel a adopté une stratégie plus agressive que ses principaux concurrents. La société doit prouver que Intel Foundry peut rivaliser dans la fabrication avancée, et voit le High-NA comme une étape préparatoire à Intel 14A et aux nœuds futurs.

TSMC reste plus prudente, ayant présenté des processus comme N2U, A13 et A12 sans compromettre publiquement leur utilisation du High-NA EUV. Ses responsables indiquent qu’ils peuvent atteindre leurs objectifs avec les machines actuelles, tout en doutant du coût de ces nouveaux équipements.

Le géant taïwanais n’élimine pas la technologie pour le moment. Sa stratégie suggère qu’il privilégie encore l’amélioration du EUV traditionnel, la synergie entre design et procédés, et l’utilisation d’expositions multiples selon les besoins. Son calendrier s’étend jusqu’en 2029, sans dépendance immédiate à High-NA.

Samsung occupe une position intermédiaire. La société participe à l’évaluation du High-NA et avance vers son adoption, mais n’a pas encore annoncé de processeur en volume utilisant ces machines ni une date comparable à celle d’Intel.

L’avantage initial d’Intel ne garantit pas une supériorité finale en termes de coût ou de densité. Être le premier permet de gagner en expérience, mais implique aussi de gérer certains problèmes que les autres utilisateurs hériteront partiellement Résolus.

TSMC pourra observer les résultats d’Intel, attendre des équipements plus performants, et adopter le High-NA quand la rentabilité des couches pour ses futurs nœuds ne sera plus assurée avec NXE. Une stratégie proche de celle du premier EUV : l’adoption n’a pas été immédiate ni uniforme pour tous les couches.

Samsung peut également profiter de la synergie des travaux entre Intel et ASML. Chaque amélioration en masques, matériaux, métrologie, disponibilité et contrôle des défauts réduit le risque pour les futurs acheteurs.

Panther Lake rend le High-NA une technologie commerciale viable

L’enjeu principal de cette annonce n’est pas d’accélérer un processeur grâce à la High-NA, mais de prouver que cette technologie peut s’intégrer dans une ligne de production en masse. La performance d’un processeur dépend d’autres facteurs : architecture, fréquences, consommation, mémoire, encapsulage, etc.

L’important est que ASML peut prouver que sa plateforme EXE n’est pas réservée à la recherche mais peut cohabiter avec une fabrication à grande échelle.

Intel acquiert ainsi une expérience précoce, bien avant ses concurrents. Ses équipes et ses systèmes de contrôle apprendront à utiliser une technologie que la société prévoit d’expanser dans Intel 14A.

Cette qualification sur Intel 18A donne aussi une indication aux partenaires potentiels d’Intel Foundry. Une entreprise commandant un chip ne doit pas utiliser immédiatement le High-NA, mais peut considérer que l’usine dispose déjà d’une option prête pour des designs futurs.

Le prochain étape sera de voir si ASML peut rendre les EXE plus productives, réduire les interruptions et démontrer que l’économie sur le nombre d’expositions compense le coût de la machine. La TWINSCAN EXE:5200B a été conçue précisément pour rapprocher la plateforme de ces exigences industrielles.

La décision de TSMC montre que la transition ne sera pas automatique. Le High-NA ne remplacera pas instantanément les NXE, qui continueront de fabriquer de nombreuses couches et nœuds pendant des années. Les deux générations coexisteront, tout comme la lithographie EUV cohabite encore avec l’ultraviolet profond ou DUV dans de nombreuses étapes du processus.

Intel offre à ASML la première preuve nécessaire : un produit logique commercial, fabriqué massivement et expédié aux clients. La prochaine étape sera d’ordre économique. Pour que TSMC, Samsung et d’autres fabricants amplifient leur usage, le High-NA devra prouver qu’il imprime mieux sans faire grimper le coût final de chaque puce.

Questions fréquentes

Est-ce que tous les processeurs Panther Lake utilisent le High-NA EUV ?

Non. ASML parle d’un sous-ensemble de l’Intel Core Ultra Series 3 et de couches spécifiques du processus Intel 18A. Il n’a pas communiqué le nombre précis de puces ou de couches utilisant cette technologie.

Quels avantages offre le High-NA EUV ?

Sa plus grande ouverture numérique permet d’imprimer des structures plus fines et peut réduire le besoin de diviser une couche en plusieurs exposures, simplifiant certains procédés avancés.

Pourquoi TSMC n’utilise-t-il pas encore le High-NA en production ?

TSMC considère qu’il peut continuer à développer ses processus avec la lithographie EUV actuelle. Le coût du High-NA reste un obstacle, attendu à un stade où son avantage économique sera plus évident pour ses futures générations.

Intel utilisera-t-il le High-NA pour Intel 14A ?

Intel prépare la technologie High-NA comme une option importante pour ses futurs nœuds, notamment Intel 14A. La quantité de couches concernées dépendra des designs, des besoins clients et de l’évolution de la plateforme.

via : asml