Canon wil dit jaar machines voor geavanceerde chipproductie gaan leveren

Canon hoopt dit jaar te beginnen met het leveren van zijn eerste nano-imprintmachines voor geavanceerde chipproductie. Dat meldt het bedrijf aan de Financial Times. Canon kondigde deze machines, die volgens de fabrikant '5nm'-chips kunnen produceren, vorig jaar al aan.

"We willen dit jaar of volgend jaar beginnen met leveren", vertelt Canons Hiroaki Takeishi, verantwoordelijk voor de ontwikkeling van de nil-machines, aan de Financial Times. "We willen het doen terwijl de markt heet is." Chipfabrikanten verwachten dat de chipmarkt, die momenteel in een dal verkeert, eind dit jaar weer aantrekt.

Canon kondigde zijn machines voor nano-imprintlithografie al in oktober 2023 aan. Met die machines worden chips geproduceerd door patronen direct op een wafer te drukken, als een soort stempel. De werking is daarmee anders dan die van traditionele lithografiemachines, die chippatronen op een wafer projecteren door middel van licht en een lichtgevoelige resistlaag. Volgens Canon gebruiken de nano-imprintmachines tot 90 procent minder energie dan euv. Ook zouden de machines 'een cijfer' goedkoper worden dan euv-lithografiemachines, die meer dan 100 miljoen euro kosten.

Volgens Canon kunnen de nil-machines concurreren met de euv-systemen van ASML, die momenteel gebruikt worden bij geavanceerde chipproductie. Het bedrijf claimt dat de machines bij release '5nm'-chips kunnen produceren, met 2nm-chips in het vooruitzicht. Canon wil zich daarbij vooral richten op geheugenproductie, die minder foutgevoelig is dan de productie van microprocessors.

Tegelijk brengt nano-imprintlithografie enkele zorgen met zich mee, onder meer wat imperfecties betreft. Er kunnen bijvoorbeeld fijne deeltjes tussen het masker en de wafer komen. Dat kan leiden tot printfouten en defecten. Ook het uitlijnen van maskers voor verschillende lagen, die nodig zijn om een complete chip te produceren, vormt een uitdaging.

"Wat het risico op defecten betreft denk ik dat onze technologie het probleem grotendeels heeft opgelost", zegt Takeishi echter tegen FT. Canon zei eerder al een systeem te hebben ontwikkeld om vervuiling met fijne deeltjes te onderdrukken en maskers precies te kunnen uitlijnen. "Maar omdat de bestaande chipproductieprocessen geoptimaliseerd zijn voor euv, zullen er natuurlijk verschillende moeilijkheden zijn bij het introduceren van nieuwe technologie." Wat de yields van Canons nil-machines precies zijn, is niet bekend.

Verschillende bedrijven toonden eerder interesse in nano-imprintmachines. Geheugenmakers Kioxia en SK hynix deden in het verleden al tests met nil-machines. Tweakers schreef vorig jaar een achtergrondverhaal over de nano-imprintmachines van Canon en de achterliggende techniek.

Reacties (26)

[gabiran87]

Momenteel gaat iedereen in op het chip tekort en willen hier allemaal een slaatje uit slaan.

[Hukkel80]

Dit is echt een gigantisch ding. ASML heeft eigenlijk een monopolie op dit soort machines. Het gaan van 1 naar 2 fabrikanten heeft voor de markt echt een grote impact.

[Reactie gewijzigd door Hukkel80 op 23 juli 2024 04:36]

[wildhagen]

Denk dat wat concurrentie idd goed is. Een monopolie is eigenlijk nooit gezond, moet je eigenlijk ook niet willen, er is in het verleden al vaker gebleken dat dat op de lange termijn voor niemand gunstig is.

Plus, een beetje concurrentie houdt de (de facto) monopolist (in dit geval ASML) ook scherp, ze moeten dan wel blijven investeren, anders gaan ze stilstaan. En in de IT geldt; stilstand is achteruitgang.

Om het helemaal ideaal te maken qua markt zou nog een derde partij, naast ASML en Canon, ook wel een goed idee zijn denk ik, voor de middellange en lange termijn.

[BeosBeing]

Om het helemaal ideaal te maken qua markt zou nog een derde partij, naast ASML en Canon, ook wel een goed idee zijn denk ik, voor de middellange en lange termijn.

Die derde partij is er al, dat is Nikon. Ook bij hen zijn video- en fotocamera's slechts een klein deel van hun portfolio (net als bij Canon, Sony, Fuji en Ricoh, voorheen was dat bij Olympus ook zo - die zijn net als Fuji vooral bezig in de medische sector - maar die hebben hun cameratak afgestoten)

Maar Nikon heeft de laatste jaren juist minder geïnnoveerd en meer juridische procedures gevoerd (o.a. tegen ASML) en verloren. Zowel met de cameratak als met de lithografietak hebben ze op de rand van de afgrond gestaan (door hun eigen arrogantie) en waar ze in het verleden veel steun kregen van hun Keiretsu de Mitsubishi Group (bestaande uit o.a. rederij NYK-line, Nippon Oil, Asahi Glass, Mitsubishi Bank, Mitsubishi Life Insurance, Kirin Beer Brewery, Mitsubishi Estate, ... er is geen branche waar ze niet in werkzaam zijn, van conservenblikjes tot satelieten, oorlogswapens, kernenergie, ...) In het verleden heeft de keiretsu om Nikon te redden o.a. Kyocera gedwongen hun Yashica cameratak en lenzen-fabriek (voorheen Tomioka) te ontbinden - wat tevens het einde betekende van de samenwerking met Carl Zeiss in de Contax-cameralijn. Zoals je ziet is hier alles met alles verbonen.
Mitsubishi Group is de grootste van alle keiretsu's in Japan.
In Korea kent men een soortgelijk verschijnsel, de Chaebol, en ook het westen heeft zijn equivalenten, o.a. Virgin Group (UK), Tata Group (India) en Cisco Systems (USA), Grupo Empresarial Antioqueño (Columbia), Grupo Cisneros (Venezuela) .

[5pë©ïàál_Tèkén]

Ik denk dat je chip-markt een beetje te oversimplificeerd door zo makkelijk te zeggen 'ja d'r mogen nog wel een paar partijen bij' . Bij producten van de supermarkt is meer marktwerking (what's in a name ) een eis, anders wordt de consument een poot uitgedraaid. Maar bij het tech niveau van ASML is het maar de vraag of er investeerders zijn die het avontuur willen aangaan van een 2e ASML. Als je kijkt hoe lang het duurt voordat een tech startup zichzelf terug verdient (en hoeveel er kapot gaan), dan moet je écht met een heel goed idee/argument komen wil je aan genoeg kapitaal komen. Zelfs kopieerkoning China lukt het niet om een ASML 2 neer te zetten - dan lijkt het mij dat de chipsector een wereldje op zichzelf is waar de 'gewone' marktwerking niet 1,2,3 doorsijpelt. En eerlijk is eerlijk - ASML innoveert ook. In ieder geval genoeg om regelmatig de kranten te halen. Nu zijn wij Hollanders absoluut niet objectief genoeg om dat goed op waarde in te schatten natuurlijk , maar d'r rollen wel telkens nieuwe machines van de band af.

[wildhagen]

Natuurlijk onderschat ik dat niet, ik loop al 25 jaar mee in de IT, dus heb echt wel een idee hoe complex zoiets is

Maar het kan dus wel, Canon bewijst dat nu. Canon is ook geen kleine jongen, en ook zij zijn erg ervaren in de chipmachine markt.

Vergeet niet dat Canon reeds in 1970 al machines voor chipproduktie begon te bouwen, zie hun History-site: https://global.canon/en/p...ech/semicon/50th/history/

Hier iets meer informatie over hun eerste machine uit 1970, de PPC-1, inclusief plaatjes: https://global.canon/en/news/2020/20200115.html

Ze lopen dus alweer bijna 55 jaar mee in deze branche, dit is geen jonge ambitieuze startup.

En ze hoeven natuurlijk niet per se hetzelfde als ASML neer te zetten. Ze kunnen het ook net op een iets andere manier aanvliegen, waardoor beide producenten elkaar aanvullen qua portfolio, en klanten dus kunnen kiezen welk produkt beter bij hun plannen past.

[Reactie gewijzigd door wildhagen op 23 juli 2024 04:36]

[Hukkel80]

Ik denk dat ASML wel door blijft ontwikkelen aangezien China druk bezig is met het ontwikkelen / kopiëren van deze technieken. De restricties op de export naar China van zowel bepaalde machines als producten heeft er alleen maar aan bijgedragen dat ze het nu zelf willen gaan doen. Zoals wij proberen minder afhankelijk te worden van China probeert China dat ook te worden van de Westerse landen. Voor velen hier wellicht een lachertje op momenteel als er weer artikelen komen over chips die ze nu ontwikkeld hebben en die ver achterblijven bij de huidige van AMD, Intel, Nvidia, Apple, etc chips. Maar als die miljarden machine eenmaal bezig is om zoiets te ontwikkelen dan gaan ze heus dichterbij komen. Dat is een kwestie van tijd.

[Blokmeister]

Ik denk dat dit lastiger in te zetten is voor de echte leading-edge nodes als het over logic gaat (dus CPU/GPU). NIL is een supergave technologie, maar is wel erg defectgevoelig. De allereerste chips werden ook met een soortgelijke techniek gemaakt (contact printing), maar de maskers pakten toen veel defecten op van de wafer, die ze dan weer deponeerden op de volgende wafer. De yields waren miserabel (~10%). Totdat Perkin Elmer de eerste non-contact printer op de markt bracht (Micralign), waarbij de yields omhoog tot richting de 70%.

Ik denk dat dit een soortgelijk probleem gaat hebben. Bij logic kan één defect al leiden tot een hele chip die niet werkt, terwijl bij geheugen maar één of een paar cellen niet werken van de gehele geheugenchip.

[Arkees]

Momenteel is er eerder een overschot dan een tekort aan chips. Voor Canon is dit voornamelijk een uitbreiding op hun portfolio van chipmachines. Ze zijn geen nieuwe partij die er maar een slaatje uit wil slaan. Ze bouwen namelijk al meer dan 50 jaar chipmachines.

[Thekilldevilhil]

Dit klinkt alsof je denkt dat Canon deze machine even uit z'n mouw schud omdat er nu een tekort is? Want, onderzoeksgroepen zijn hier al letterlijk decennia mee bezig. Daarbij zou dit ook nog eens een slecht moment zijn, want het chip tekort neemt in heel veel sectoren juist af. Geheugen en NAND heeft zelfs een productie overschot. Dan hadden ze deze machine in 2020 moeten leveren, niet dit jaar beginnen met leveren...

[Reactie gewijzigd door Thekilldevilhil op 23 juli 2024 04:36]

[_Pussycat_]

Je denkt dat ze deze technologie eventjes in een jaartje uit de grond hebben gestampt?

[bzuidgeest]

Een hoger uitval percentage is niet zo erg. Als het maar gecompenseerd word door een significant goedkopere machine die vlug en goedkoop kan produceren.

Concurrentie voor asml is alleen maar gezond.

[aap]

Chips hebben misschien wel 30 lagen nodig. Als de kans op fouten toeneemt, neemt de kans dat een chip foutloos is exponentieel af. Dus een paar procent slechtere uitval kan al dramatisch uitpakken voor de uiteindelijke opbrengst.

[Stein03]

Dat is nu juist het mooie aan nano-imprint, waar je normaliter inderdaad laag voor laag aanbrengt, kan nano-imprint doormiddel van molds met meerdere “lagen” direct fabriceren. Dit doordat nano-imprint technologie van zichzelf al driedimensionaal is.

[kzin]

Toch staat er

Ook het uitlijnen van maskers voor verschillende lagen, die nodig zijn om een complete chip te produceren, vormt een uitdaging.

Het is niet zo dat de Canon machine een complete chip in een keer print, met al zijn P/N overgangen. Het is een litografie methode (nil). Er zijn nog steeds andere machines nodig om in het silicium lagen aan te brengen met een overschot, of juist een tekort aan electronen. Dat kan o.a. door het silicium te dopen met andere materialen, b.v. fosfor. Daarna kan de volgende laag worden opgebracht.
Het artikel "Canon drukt zijn stempel" maakt dit ook duidelijk.
We zijn (nog niet) in staat om chips in een keer te fabriceren. Het blijft een proces met meerdere stappen.

[Blokmeister]

Dat is niet hoe het werkt. NIL brengt een patroon aan in een resist. Daarna ga je een proces doen en strip je de resist. Echt een 3D-proces kan je daar dus niet mee doen.

[bzuidgeest]

Maar als productie van en werken met de machine significant eenvoudiger en goedkoper is, kan het zeker voor eenvoudige chips, wellicht met minder lagen, toch interessant zijn. Ik gok dat canon hier over heeft nagedacht.

Dan maken ze er bij wijze van spreken een 555 chip mee ipv een i7.

Word het niets, dan word het niets, maar een beetje concurrentie voor ASML kan geen kwaad.

[kidde]

Wat ik hier mis, is wat de "throughput" (takt-tijd) voor deze machines is per wafer?

Ed: Even nagezocht, wat vroeger het probleem hierbij was:

-Met lithografie raak je in vacuum met "licht" een chemische filmlaag die op de wafer ligt; het is dus "contactloze" technologie. Alleen licht raakt het masker, en het masker wordt (tegenwoordig) vaak beschermd met een bescherm-hoes genaam "pellicle".

-Met NanoImprint druppel je druppeltjes chemicalien op een wafer. Dan ga je daar met een "masker" waarin de vorm zit, de vorm van het masker in de chemische filmlaag "drukken". Probleem kan zijn dat die chemicalien (of andere troep) dus aan het masker blijven plakken.

De vraag is dus ook, hoe lang het masker meegaat.

[quote] ...Hiroaki Takeishi, Canon’s Industrial group head, said that manufacturers will be required to add extra equipment for cleaning and mask production. Also, Canon’s technology ... needs more work to reach the 2nm chips. Considering these issues, Takeishi said the initial shipments will be for trial periods. He also stated that Canon does not see the nanoimprint tech as displacing the EUV technology, instead, the two can coexist.

https://www.tipranks.com/...ogy-set-to-challenge-asml

[Reactie gewijzigd door kidde op 23 juli 2024 04:36]

[Blokmeister]

Van wat ik begrijp is de throughput veel lager, maar zijn de machines kleiner en goedkoper, dus je kan er veel meer naast elkaar zitten.

[kidde]

Wat ik zo vind op het internet, is dat in 1 "machinecluster" 4 imprint-eenheden zitten.

Throughput was richting ~100 wafers per uur.

Masker levensduur was >200 lots, ik kan moeilijk vinden wat de lot size tegenwoordig is maar her en der kom ik 24 tegen.

Dus dan zou iedere twee dagen er een nieuw masker in moeten.

Ander probleem is "rework", bij lithografie is het makkelijker als je een overlay-error hebt om te 'schoon te vegen' en even overnieuw te beginnen, want de resist is nog "nat".

Bij nano-imprint is hij gelijk hard, dus dan moet je het eraf schuren. Canon doet kennelijk goed werk in het verminderen van vervuiling, waardoor je minder defecten hebt waardoor je de wafer weer moet "schuren".

[Azara]

In wafercassettes zitten inderdaad meestal 24 wafers, maar 1 lot kan uit verschillende wafercassettes bestaan.

[Blokmeister]

Goede toevoeging!

Over de levensduur van de maskers/stempels (ik ben benieuwd welke term Canon gebruikt. Het is equivalent aan een masker, maar het is gewoon een stempel vind ik). Canon heeft een technologie ontwikkeld waarbij er één masterstempel gemaakt wordt, die wordt gekopieerd tot vele stempels. Dat betekend dat het dagelijks vervangen van een stempel niet zo'n probleem zal zijn, ervan uitgaande dat die uitwisseling niet te lang duurt.

Met rework is dat natuurlijk afhankelijk van de resist en de stap in het proces waar je zit. Met een positive tone resist kan je makkelijker strippen dan met een negative tone resist, waarbij je al snel moet ashen. Dit zal natuurlijk dicht bij een negative tone resist zitten, dus ik denk wel dat je gelijk hebt.

Wellicht doet Canon daar wel wat trucjes om te zorgen dat je wel chemisch zou kunnen strippen. En als EUV overstapt naar metaaloxide, zal jouw argument daar ook gelden. https://www.euvlitho.com/2017/P50.pdf

[Aldy]

Het eerste waar ik aan moest denken toen ik het artikel las, was dat doordat er contact is er ook slijtage plaatsvindt. Ik vraag mij daarnaast ook af of dit een werkelijke concurrent van ASML gaat worden, omdat hun eindproducten in totaal andere markten worden gebruikt.

[Rudie_V]

Ik mis alleen voorbeeld-chips, ze hadden ter demonstratie wel wat chips kunnen printen.

[SuperDre]

Achja, ook deze technologie zal wel verder verbeteren naarmate er meer machines geleverd worden. Dus een paar generaties verder en het zal zeer betrouwbaar zijn met amper tot geen uitval. En als ze aanzienlijk minder energie verbruiken is dat ook alleen maar beter.

[hoosterb]

We dachten zestig jaar geleden dat Leica voor altijd superieur zou blijven en Nikon en Canon tweede rangs zou zijn. Minolta maakte ineens prima camera's en objectieven die ook te betalen waren, Nikon en Canon veroverden de professionele markt en tegenwoordig zetten zij de standaard.
ASML heeft nog een enorme voorsprong, maar of dat zo blijft ?
Bovendien wordt er duidelijk gesteld dat Canon zich richt op de geheugen en SSD markt, een andere tak van sport. Tot men de techniek genoeg in de vingers heeft...