Intel Foundry a commencé à fabriquer une partie de ses processeurs Intel Core Ultra Series 3, connus sous le nom de Panther Lake, avec les machines High-NA EUV d’ASML sur certaines couches du processus Intel 18A. Le fondeur devient ainsi le premier à livrer un produit logique à volume élevé avec 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, fabriqué en 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 passent pas encore exclusivement par le High-NA.
• La technologie améliore la résolution et peut réduire le nombre d’expositions nécessaires.
• TSMC reste sceptique sur le coût, Samsung avance sans annoncer de produit équivalent en production.

Contexte et enjeux

Cette annonce marque une étape commerciale majeure pour ASML. La société néerlandaise, dont nous détaillions récemment le rôle central dans la fabrication des puces IA dans notre portrait de l’entreprise, avait déjà installé ses premières machines High-NA dans des centres de recherche. Reste à prouver leur intégration dans une usine réelle, une disponibilité suffisante et 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 passe par ces équipements, ni leur performance exacte. ASML précise seulement 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.

Les faits : Intel ne transfère pas tout Panther Lake en High-NA

« 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, en gardant la plateforme NXE traditionnelle pour le reste du processus. Cette double qualification signifie qu’une même couche peut sortir d’équipements High-NA EUV ou de machines NXE déjà en service, avec des performances jugées équivalentes sur les deux plateformes. Intel peut ainsi introduire la nouvelle technologie progressivement, sans en faire un point de défaillance unique.

Cette approche limite le risque industriel : Intel recueille des données sur le fonctionnement, le temps d’exposition, la maintenance, les défauts et la stabilité, sans devoir repenser entièrement le processus Intel 18A autour d’équipements encore récents. Elle peut aussi continuer à produire avec sa flotte existante quand une machine High-NA doit être arrêtée pour maintenance. En fabrication de semi-conducteurs, la résolution maximale ne suffit pas si l’équipement ne tient pas la disponibilité, la précision inter-couches et le débit nécessaires.

En 2024, Intel avait reçu sa première machine TWINSCAN EXE:5000 commerciale, installée à Hillsboro, dans l’Oregon, avant de déployer l’EXE:5200B, une seconde génération pensée pour améliorer la productivité horaire, la superposition de précision et la stabilité du procédé. Le passage à Panther Lake permet de collecter des données sur des designs destinés au marché, alors que la plupart des démonstrations High-NA jusqu’ici tournaient sur des structures d’essai ou des motifs créés pour évaluer la résolution. ASML considère Intel comme le premier fabricant à expédier un produit logique à grand volume avec cette technologie, même si tous les Panther Lake du marché n’en bénéficient pas.

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 machine sait tracer de petites lignes rapprochées, plus on intègre 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 garde la même longueur d’onde mais monte l’ouverture à 0,55, ce qui affine la concentration de la lumière et permet de définir des structures plus fines : la résolution passe d’environ 13 nm avec la plateforme NXE à environ 8 nm avec l’EXE. Ces chiffres désignent la capacité de résolution de la machine, pas la taille commerciale du nœud ni les dimensions réelles d’un transistor.

Son avantage économique dépend du nombre d’étapes qu’il permet d’éviter. Quand une machine ne peut pas imprimer une couche entière avec la résolution requise, le motif se divise en plusieurs expositions, chacune consommant temps, matériaux et capacité de la fab, tout en augmentant le risque de mauvais alignement. Le High-NA peut imprimer en une seule exposition des motifs qui en demanderaient plusieurs avec l’EUV 0,33 : une machine plus chère peut donc réduire le coût global d’une couche, mais seulement si la simplification compense l’investissement, la maintenance et la baisse de productivité pendant l’adoption. Ce calcul varie selon la densité du design, la taille de la puce, les couches critiques et le volume prévu par chaque fabricant.

Analyse et implications : Intel accélère, TSMC attend

Intel a choisi une stratégie plus agressive que ses principaux concurrents. La société doit prouver qu’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 : elle a présenté des processus comme N2U, A13 et A12 sans engager publiquement le High-NA EUV, ses responsables affirmant pouvoir atteindre leurs objectifs avec les machines actuelles tout en doutant du coût des nouveaux équipements. Sa stratégie privilégie encore l’amélioration du EUV traditionnel et l’utilisation d’expositions multiples selon les besoins, avec un calendrier qui s’étend jusqu’en 2029 sans dépendance immédiate au High-NA.

Samsung occupe une position intermédiaire : la société évalue le High-NA et avance vers son adoption, sans avoir annoncé de processeur en volume utilisant ces machines ni de date comparable à celle d’Intel. Cette avance technologique d’Intel s’accompagne d’autres mouvements dans son écosystème de fonderie, comme la certification EMIB obtenue par PSMC, qui élargit le réseau de partenaires capables de travailler avec les procédés avancés d’Intel.

L’avance initiale d’Intel ne garantit pas une supériorité finale en coût ou en densité. Être le premier fait gagner de l’expérience, mais oblige aussi à gérer des 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 de ses futurs nœuds ne tiendra plus avec le NXE seul, un peu comme l’adoption du premier EUV n’a pas été immédiate ni uniforme sur toutes les couches. Samsung peut aussi profiter de la synergie des travaux entre Intel et ASML : chaque progrès en masques, matériaux, métrologie et contrôle des défauts réduit le risque pour les futurs acheteurs.

Perspectives : Panther Lake rend le High-NA viable commercialement

L’enjeu principal n’est pas d’accélérer un processeur grâce au High-NA, mais de prouver que la 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. L’important pour ASML est de démontrer que sa plateforme EXE n’est pas réservée à la recherche mais cohabite avec une fabrication à grande échelle.

Intel acquiert ainsi une expérience précoce, bien avant ses concurrents. Ses équipes et ses systèmes de contrôle apprennent à utiliser une technologie que la société prévoit d’étendre à Intel 14A, et cette qualification sur Intel 18A donne aussi un signal aux partenaires potentiels d’Intel Foundry : une entreprise qui commande une puce n’a pas besoin d’utiliser immédiatement le High-NA, mais peut savoir que l’usine dispose déjà d’une option prête pour des designs futurs.

La prochaine étape sera de vérifier si ASML peut rendre les EXE plus productives, réduire les interruptions et prouver que l’économie sur le nombre d’expositions compense le coût de la machine, un objectif pensé pour l’EXE:5200B. La décision de TSMC montre que la transition ne sera pas automatique : le High-NA ne remplacera pas du jour au lendemain les NXE, qui continueront à fabriquer de nombreuses couches et nœuds pendant des années, tout comme l’EUV cohabite encore avec le DUV dans plusieurs étapes du processus. Pour que TSMC, Samsung et d’autres fabricants élargissent leur usage du High-NA, la technologie devra prouver qu’elle 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, sans communiquer le nombre précis de puces ou de couches concernées.

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 expositions, ce qui simplifie certains procédés avancés.

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

TSMC estime pouvoir continuer à développer ses processus avec la lithographie EUV actuelle. Le coût du High-NA reste un frein, en attendant 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 le High-NA comme option importante pour ses futurs nœuds, dont Intel 14A. La quantité de couches concernées dépendra des designs, des besoins clients et de l’évolution de la plateforme.

Via : asml