ASML: euv-machines kunnen 50 procent sneller chips printen door 1000W-lichtbron

ASML wil vanaf 2030 de verwerking van wafers in zijn euv-machines met de helft verhogen. Dat is mogelijk dankzij een boost van de hoeveelheid licht die ontstaat om transistors op siliciumwafers te 'printen'. Hoe meer wafers een euv-machine van ASML kan printen, hoe goedkoper de resulterende chips in theorie uiteindelijk worden.

Een euv-machine, de TwinScan NXE:3400, van binnen. Bron: ASML

In de praktijk verandert ASML de manier waarop tindruppeltjes in de machines verwerkt worden, zo meldt Reuters. In het chipmaakproces schiet de euv-machine tienduizenden tindruppeltjes in een vacuümkamer. Een laser schiet op die druppeltjes om ze tot plasma te vormen, wat extreem ultraviolet licht produceert. ASML wil het aantal tindruppels dat in de kamer geschoten wordt verdubbelen naar 100.000 per seconde.

Ook de manier waarop de druppels vervolgens worden verwerkt, moet iets veranderen. Nu worden die druppels met een krachtige laserstraal van vorm veranderd en vervolgens met nog een hardere puls tot plasma gemaakt. In de toekomst moeten er twee zachtere pulsen voor het vormen van het druppeltje gebruikt worden en een harde puls voor de vorming van plasma.

Een explosie van euv-licht

Met die veranderingen ontstaat er over een periode gemiddeld 1000W aan euv-licht, een vorm van UV-licht. Momenteel is dat nog 600W. Volgens ASML zou dezelfde techniekverbetering in de toekomst 'redelijkerwijs' zelfs 1500 of 2000W aan euv-licht kunnen produceren. Het voordeel van de verhoging van het vermogen is dat chips daarmee sneller op wafers 'geprint' kunnen worden.

Een geavanceerde ASML-machine verwerkt momenteel 220 wafers per uur, maar dankzij de voorgestelde veranderingen kan dat 330 wafers per uur worden. Wanneer de verwerking van wafers met de helft versneld wordt, worden de kosten per wafer in theorie een stuk lager. Dit moet op zijn beurt de prijzen van individuele chips verlagen. Iedere wafer bevat enkele tientallen tot duizenden chips, afhankelijk van het chipontwerp en -grootte.

Hoe worden chips gemaakt?

Het produceren van chips is een extreem ingewikkeld proces en ASML maakt de meest geavanceerde machines daarvoor. Tweakers maakte de afgelopen jaren meerdere producties over dit proces. In dit artikel leggen we uit hoe de machines van ASML werken. In dit achtergrondverhaal leggen we uit hoe het maken van chips precies werkt.

Reacties (52)

[Prince]

Het verbaast me dat ik de eerste ben

"ontstaat er iedere seconde 1000W aan euv-licht"

Watt is net joule per seconde. Dus watt per seconde kan niet.


/offtopic
Voor zij die het doorheen de jaren vergeten zijn:
1 joule per seconde = 1 W
1.000 joule per seconde = 1 kW

1 kWh = 1.000 Wh = 1.000 W voor een uur lang = 1.000 joele x 3.600 (seconden in een uur) = 3.600.000 joele = 3.6 MJ
Dus 1kWh = 3.6 MJ

Om 1 g water te verwarmen met 1°K (of °C) heb je 4,1868 joule nodig (of 1 calorie)

Als een mens dus 2.000 kcal nodig heeft op een dag (24u), dan is dit 8.373 kilojoule of 8.373.000 joule.
Per uur is dit 348.875 joule, per minuut is dit 5.814 joule en per seconde is dit 96,9 joule.
En joule per seconde is W; dus een mens verbruikt gemiddeld 96.9 W.

[Yuboka]

jawel, het is een versnelling van vermogen dus J/s^2. netzoiets als val versnelling m/s^2.

/s

[YannickSpinner]

Niet de eerste helaas, maar dat mag de pret niet drukken!

Semi-offtopic: Als je Wh kunt beschrijven, zou x-aantal watt per seconde toch ook moeten kunnen? Even los van het feit dat het in deze constructie niet klopte en ik nooit een ster in natuurkunde Was (wattseconde)

[TEMwave]

Watt per seconde bestaat zeker! Het wordt niet veel gebruikt, maar kan zeker een fysische betekenis worden gegeven.

Stel het vemogen van een apparaat neemt over een tijdsduur van 5 seconden geleidelijk toe van 0W naar 20W, dan is de gemiddelde snelheid waarmee het vermogen toeneemt 20W/5s=4W/s.

Vergelijk het met versnelling: als je binnen 5 seconden lineair versnelt van 0m/s naar 25m/s (90km/h), dan is je versnelling (25m/s)/(5s)=5m/s/s.

[toro]

Dat kan wel zo zijn.


Maar, 1000W klinkt gewoon marketing wise veel beter

[911GT2]

Sinds ik de aflevering van Vertasium over dit proces heb gezien heb ik eindeloos veel respect voor hoe complex dit proces eigenlijk is. En hoe moeilijk het dus is om 1000W te halen.

[Reactie gewijzigd door 911GT2 op 23 februari 2026 18:16]

[rjmno1]

Als ze meer kunnen produceren dan zullen de processors in de toekomst ook goedkoper gemaakt worden.

Maar of we dat in onze portemonnee voelen dat weet ik niet,het licht eraan hoeveel winst het bedrijf en hoeveel winst de winkel wil hebben net zoals het bedrijf waarvoor de chips gemaakt worden.

Het is nog toekomstmuziek maar we zullen zien.

[Coolstart]

Maar of we dat in onze portemonnee voelen dat weet ik niet,het licht eraan hoeveel winst het bedrijf en hoeveel winst de winkel wil hebben net zoals het bedrijf waarvoor de chips gemaakt worden.

Ik wil het een beetje nuanceren. De prijs van een chip is rechtstreeks verbonden aan de kost van de machine en de opbrengst per tijdseenheid.

Gaan chips goedkoper worden tegenover oude machines die 50% minder snel zijn en even duur met de zelfde yield? Ja, maar dat hangt er vanaf hoe je het bekijkt.

Wat telt is de prijs per transistor en niet de prijs per chip. De prijs per transistor zakt in dit voorbeeld effectief maar GPU’s worden pas sneller met meer transistors. Je wil ook dat elke transistor minder stroom verbruikt. Indien de prijs en verbruik per transistor zakt en je meer transistors per mm2 wafer kan huisvesten dan zakt de ‘prijs’ maar omdat er (voor power chips) dan meer transistors komen stijgt de prijs weer.

Je gaat dat dus niet per definitie voelen in uw portemonnee. Je gaat net zoals in de afgelopen 50jaar meer rekenkracht krijgen per volume en watt. Maar als de vraag naar rekenkracht stijgt heft dat zich weer op.

Als de markt €200 wil betalen voor een stevige laptop SOC dan zal de huidige staat van de technologie dicteren hoeveel kracht per wat voor die toepassing (bijv mobile) je zal krijgen.

Je voelt dat niet in uw portemonnee, wel in de applicatie (brede zin) die je gebruikt. De marktwerking heeft ook een grote impact. Als AI alles opslorpt (vraag naar rekenkracht stijgt) dan stijgt de prijs ook.

[Reactie gewijzigd door Coolstart op 23 februari 2026 21:04]

[KoffieAnanas]

Om een chip te maken heb je veel verschillende machines nodig, en die van ASML is er slechts 1 van (maar meerdere van deze ene in 1 fabriek). Wel de belangrijkste, want deze bepaalt de grootte van de kleinste structuur op de chip.


Kortom, de throughput van de lithografie machine kan dubbel zo hoog liggen, dat betekent niet dat de kosten 2x zo laag liggen. Je hebt gewoon minder dure euv machines nodig, maar nog steeds evenveel van de andere. Of evenveel euv machines, maar dan heb je ongeveer een 2x zo grote fabriek nodig om de uitbreiding van de rest van het machinepark neer te zetten.


Kort gezegd, de impact op de kostprijs is er wel, maar ook weer niet zoveel.

[xxs]

Lichtopbrengst op waferniveau is altijd al van groot belang geweest voor de throughput zeker omdat het licht ook uniform moet zijn over de gehele exposure. Maar ook de gevoeligheid van de resist (foto gevoelige laag) is van groot belang.

[Blizz]

Heel toffe en best complete video inderdaad!

Nuttige reacties ook. Ik geloof dat er ook een video werd genoemd over de lenzen van het Duitse ZEISS die van essentieel belang zijn, maar die heb ik niet meer bekeken.

[Placid_K]

Inderdaad, same! Het is echt krankzinnig wat ze voor elkaar hebben gekregen. Ik met kippenvel naar die aflevering zitten kijken.

[remcoVer]

En wat eigenlijk een beetje mist in de Veritasium aflevering is dat het een productie machine is. Zij gingen meer in het proces van EUV light. Dat was al WOW genoeg, maar een productie machine maakt het nog meer WOW. Dat is dus 190 wafers per uur (voor de 5000), andere doen bijna het dubbele, 24 uur per dag, 7 dagen in de week, 365 dagen per jaar (ja ok uptime is niet 100%). En dat 7 jaar lang. Hoewel het merendeel van install-base nog gewoon operationeel is met machines ruim 30 jaar oud.

[Blaze85]

Valt wel mee hoor, ik heb een elektrische kachel die kan zo 2200 watt halen.

[JeroenD92]

Daar kun je ook chips mee warm maken :)

[PtrO]

Yep. Het is waarlijk black magic waar je je als techneut alleen maar over kunt verwonderen en een heel diepe buiding maakt met wat hier allemaal bij komt kijjken. Dit zelfs nog los van de optronica, mechanica en ook diep onder de indruk van de logistiek om layer na layer, chips op een wafer bijkans foutloos te kunnen belichten.

Heel benieuwd hoe ze de 5/600 naar 1000W powering gaan doen. Laat staan de brug naar 2000W UV.
Nog meer of heter tin (of wat andere?) deeltjes verpulveren zonder er ook maar één te missen ?

[Reactie gewijzigd door PtrO op 23 februari 2026 21:37]

[Mars4i]

Kan dit dan toegepast worden in bestaande EUV machines? Het klinkt alsof alleen de lichtbron vervangen hoeft te worden en dat de rest van de EUV machine (lenzen/spiegels e.d.) gelijk kan blijven. Misschien hoeft zelfs maar een gedeelte van de lichtbron vervangen te worden. De aflevering van Veritasium laat vooral zien dat het een combinatie is van tin druppel-formatie, druppel-manipulatie en plasmavorming dmv super getimede laserpulsen. De vraag is dus wat er aangepast moet worden? Apparatuur voor druppelvorming? Een sterkere laser? Aangepaste optics om de laser te richten?

[amigob2]

In princiepen niet, om twee keer zo snel te exposen moet de wafer en reticle stage twee keer zo snel bewegen, en daar is het niet voor gedesiged. Er zullen wel snellere low NA machines gemaakt worden. Want het is niet zo dat ASML opgehouden is met de NXE, nu we de EXE machine hebben.

Voorbeeld hoe de waferstage beweegt, reticle stage beweegt 8 maal zo snel op een EXE
YouTube: The $200M Machine that Prints Microchips: The EUV Photolithography System

[rjmno1]

De gehele machine moet sneller draaien of daar nog mechanische onderdelen inzitten dat weet ik niet.

Het is immers nog een geheim wat die machines eigenlijk allemaal kunnen doen.

Het geheim is zo goed stil gezwegen zodat niemand deze machines kunnen namaken en ja ook de chinese niet en de russen ook niet.

Het valt allemaal onder de noemer bedrijfsgeheim.

[PtrO]

Het (kunnen) namaken bestaat niet alleen uit het weten hoe maar dat in de totale supplychain ook kunnen realiseren. Het is een beetje, imo nog ingewikkelder, als vertellen hoe je een atoombom maakt om vervolgens te constateren dat met dit weten, het maar een klein stukje van het totale recept is.

Het op die schaal van ASML wafers vraagt op tal van vlakken heel veel deskundigheid dat dit de "concurrentie" (welke dan ?) nog decennia zal vragen voordat zij in de buurt kunnen komen van wat nu beschikbaar is.
Ondertussen zal ASML (IMEC) zeker niet stil zitten en allerhande zaken verder innoveren. Eén van de dingen hier is dan de productie snelheid opvoeren; een volgende stap is wellicht het noodzakelijk onderhoud verminderen, dat automatiseren of wellicht meer (soorten) wafers tegelijkertijd gaan belichten.
Zo zijn er wel meer trajecten waar de concurrentie nog niet eens van kan dromen.

[superrock]

Dit kan zeker niet in een bestaande machine gebouwd worden. Dat zou een godsvermogen in r&d kosten omdat oude machines twee lasers gebruiken ipv drie lasers en de layout dus helemaal anders is. Het zou ook de machines stil leggen om te upgraden wat het niet zo aantrekkelijk maakt.

[riZZy]

Is er een reden dat hier de hoeveelheid licht wordt uitgedrukt in Watt ipv in Lumen?

[twmichel]

1000 W = 0 lumen. Straling met deze golflengte kun je niet zien.

[slowdive]

Lumen is een eenheid voor zichtbaar licht. Deze laser produceert uv-straling.

Er is wel een relatie tussen Lumen en vermogen, maar die is specifiek voor een kleur licht (groen) gedefinieerd.

[Geim]

Lumen is de eenheid voor zichtbaar licht. EUV is (zoals @twmichel schreef) onzichtbaar.

[Prisma16]

Lumen is gedefinieerd als de intensiteit / lichtstroom van zichtbaar licht.

[rjmno1]

Een percentage watt word meestal door de lampen aangeduid hoe sterk een lamp is of mag zijn.

De lumen worden gebruikt de hoeveelheid licht er door een lamp of apparaat geproduceert wordt.

De lumen zijn afhankelijk van de lichtbron, of althans de sterkte daarvan.

[Mastermuppet]

Indrukwekkend dat ze instaat zijn om het aantal wafers met de helft te verhogen, maar betekent dit niet gewoon dat je ook de helft minder machines nodig hebt en er dus uiteindelijk als ASML ook minder verkoopt?

[bugcyber]

Met de huidige vraag naar wafers die EUV gebruiken zeker niet. alle capaciteit bij de foundries voor dit soort wafers is volzet.
En ASML kan niet aan de vraag voldoen voor alle EUV Machines, die de foundries zouden willen kopen.

[computerjunky]

maar is het wafer capaciteit of de capaciteit om de wafers the packagen?

[rjmno1]

Ja dat klopt het licht eraan hoe groot een bedrijf kan zijn die processoren maakt.Tevens is van belang hoe kwalitatief het bedrijf de processoren maakt in verhouding met de prijs.


Als men veel produceert en tog kwaliteit wilt hebben en de productie gaat sneller dan hebben ze op ten duur omdat de machine meer prodiceert weinigere machines nodig om het productie proces te vergroten en efficienter met de materialen omgaat.


Daardoor heeft het bedrijf x minder asml machines nodig voor het behalen van de productie quote.

[computerjunky]

Nice, nu maar hopen dat de rest van de chain het bij kan benen anders heb je er niets aan behalve dat de ASML omzet zal dalen omdat er minder machines nodig zijn.

[Niema]

Asml kan kiezen welk tarief ze voor dezelfde machine vragen. Misschien rekent asml wel 3 keer het tarief, terwijl het maar 1,5 keer sneller is

[Manderlay1]

Dan zullen ze wel wat klachten aan hun been hebben, dan zal men ook proberen het monopolie open te breken en het bedrijf verplicht op te splitsen. Zoals in het verleden al werd opgelegd aan verschillende bedrijven.

[latka]

Denk dat dat wel meevalt: het is een monopolie maar er is geen concurrent die kan klagen. Als klant klagen dat je een poot uitgedraaid wordt is niet heel succesvol.

[Tokidoki]

Ik denk dat de chipbakkers dan ook hun prijzen kunnen verlagen. Chipontwerpers kunnen op hun beurt dan weer minder kritieke onderdelen ook op een kleinere resolutie laten printen, waardoor we betere chips krijgen

[Jeldert]

Hoorde eerder vanavond al het interview op BNR (radio) met Tweakers hierover. Wel grappig dat het daar eerder besproken wordt dan op deze site zelf

[tjorim]

Vraag me af hoeveel van de mensen die mogelijk worden ontslaan hier aan hebben gewerkt.

[evilution]

Waarschijnlijk niet zo veel aangezien er vooral managers uit geknikkerd worden.

[tjorim]

Zijn nochtans verschillende managers bij die zich hebben opgewerkt vanuit engineer roles. Voor zover ik begrijp werd hier ook op gepusht voor het nieuwe agile framework.

[@baddon]

Kunnen bestaande machines worden geupgrade met deze nieuwe lichtbron? Even het lampje vervangen? ;)

[Jorah_Newstone]

Afhankelijk van de spiegels lijkt me. De spiegels zijn super glad gemaakt en gemaakt om het precies de juiste golf te weerkaatsen. Als je met een nog krachtiger lichtbron gaat werken zal je ook de spiegels wat moeten aanpassen. Omdat je dan net in een miniscule andere frequentie zit. Nog steeds ultraviolet maar meer aan kracht. Die spiegels zijn ultra glad en precies afgesteld.

[Quacko]

@YannickSpinner ik denk dat de zin

Dat is mogelijk dankzij een boost van de hoeveelheid licht die gebruikt ontstaat om transistors op siliciumwafers te 'printen'.

grammaticaal niet geheel klopt.

[YannickSpinner]

Fixor! Thanks voor de feedback