ASML en TSMC slaan de handen ineen: high-NA-machines krijgen grote upgrade

Artikel

Chipmaker TSMC en het Nederlandse ASML slaan de handen ineen. Samen beginnen de twee chiptitanen een nieuw initiatief, om zo een van de beperkingen van de allernieuwste ASML-machines aan te pakken.

Dat initiatief moet er op termijn voor zorgen dat ASML's high-NA-machines straks grotere chips kunnen printen. High-NA print namelijk kleinere chips dan zijn voorgangers, wat vooral lastig is voor de veelgevraagde AI-chips van bedrijven als Nvidia.

De samenwerking moeten daarnaast zorgen voor snellere en potentieel goedkopere productie. De twee bedrijven doen dat niet alleen: nagenoeg alle chipmakers scharen zich achter het initiatief. Ook Samsung en Intel doen bijvoorbeeld mee, en de rest zal ongetwijfeld volgen.

Tegelijkertijd lichten de chipmakers een tipje van de sluier rondom hun high-NA-plannen. TSMC bevestigt voor het eerst wanneer ze de nieuwe tools van ASML gaan inzetten. Vanaf 2030 rollen high-NA-chips uit de fabrieken van die chipgigant. Samsung begint eerder al en Intel is zelfs al bezig.

Weten waarom ASML's machines zo belangrijk zijn?

De zogenaamde 'euv'-machines van ASML zijn cruciaal voor het maken van de beste chips. Ze worden bijvoorbeeld gebruikt voor de chips in smartphones, laptops, pc's en noem zo maar op. High-NA is de volgende generatie van ASML's euv-machines, die nóg betere chips mogelijk moeten maken.

Benieuwd waarom ASML's machines zo onmisbaar zijn? We legden in eerdere artikelen uit hoe chips worden gemaakt en hoe de machines van ASML werken.

Een high-NA-euv-machine. Beeld: ASML

Kleinere chips door high-NA

Het initiatief van ASML en TSMC draait om het formaat van chips. De machines van ASML 'tekenen' kleine patroontjes, die samen een chip vormen. Die patroontjes zijn vastgelegd in zogenaamde maskers, die in de machine zitten en gebruikt worden om de patroontjes op de wafer te 'printen'.

De overstap naar high-NA kende de nodige uitdagingen. High-NA-machines kunnen weliswaar complexere patroontjes tekenen (en daarmee krachtigere chips maken), maar dat ging deels ten koste van de printgrootte. Voorgaande low-NA-machines konden in één keer een chip van 858mm² belichten. Bij high-NA werd dat gehalveerd tot 429mm².

Voor sommige chips is dat niet zo erg: smartphoneprocessors zijn bijvoorbeeld vrij klein. Maar grotere chips, zoals de AI-gpu's van Nvidia, komen in de buurt bij die 858mm². Die grotere chips moeten met high-NA opgedeeld worden in twee delen, die vervolgens aan elkaar 'gestitcht' worden.

Tweakers volgde eerder dit jaar de levering van een high-NA-machine. In deze video legden we ook meteen uit wat de euv-machines van ASML precies uniek maakt. Vanaf 9:34 gaan we in op de voordelen en uitdagingen van high-NA, waaronder de redenen waarom high-NA zorgde voor een kleinere printgrootte.

Grotere maskers voor grotere chips

Om dat verlies op te vangen, ligt de throughput van de high-NA-machines twee keer hoger dan voorheen. Dat zorgt ervoor dat de productiesnelheid van grote chips niet te ver achteruitgaat, maar toch zat er nog meer in het vat. Er was namelijk een tweede optie: de maskers met het chipontwerp fysiek groter maken. ASML had zo het printverlies van high-NA volledig kunnen opvangen.

Het vergroten van maskers is alleen niet makkelijk. Die maskers worden namelijk gemaakt door andere bedrijven dan ASML, die daar dus voor moeten openstaan. Ook chipmakers moeten hun processen erop aanpassen en dus ook aan boord zijn voor zo'n wijziging.

Dat is nu gebeurd. De chipindustrie sluit zich aan bij een nieuw initiatief om alsnog grotere maskers voor high-NA-machines te ontwikkelen, waarbij TSMC en ASML het voortouw nemen.

Huidige maskers zijn 6" bij 6", maar in de toekomst wordt het formaat vergroot tot 12" bij 6". Die vergroting brengt high-NA terug naar de eerdere printlimiet van 858mm², waarmee ook de AI-chips van Nvidia straks weer in één stap afgebeeld kunnen worden.

High-NA halveerde het belichtingsveld van low-NA, maar dat wordt weer teruggedraaid met grotere maskers. Beeld: ASML

Sneller printen

Het grootste voordeel daarvan: de machine kan daarmee véél sneller chips printen. De high-NA-machines hebben namelijk nog steeds die twee keer hogere throughput dan hun voorgangers, maar de halvering van de printgrootte wordt hiermee teruggedraaid.

Dat is goed nieuws: als chipmakers meer chips kunnen maken in minder tijd, dan gaan de productiekosten automatisch omlaag. Het duurt alleen nog wel even voordat deze 12"-maskers daadwerkelijk gebruikt zullen worden. De chipindustrie werkt samen aan de ontwikkeling van deze maskers. De sector hoopt in 2031 een proeflijn voor testproductie te openen.

Twee jaar later, in 2033, moeten 12"-maskers gebruikt gaan worden voor grootschalige chipproductie. In de tussentijd blijven chipmakers gewoon high-NA gebruiken, zij het met de huidige 6"-maskers. De nieuwe, grotere maskers zijn overigens exclusief bedoeld voor high-NA. De huidige low-NA-machines blijven dus gewoon draaien met de 6"-maskers die we kennen.

Een render van een high-NA-machine die een wafer belicht. Beeld: ASML

TSMC omarmt (eindelijk) high-NA

TSMC neemt niet alleen het voortouw bij het nieuwe maskerinitiatief. De chipmaker zegt namelijk ook toe vanaf 2030 high-NA-tools te gaan gebruiken voor de grootschalige productie van chips.

Het is een belangrijke ommezwaai voor de grootste chipfabrikant ter wereld. TSMC was lange tijd kritisch over high-NA. Het bedrijf kocht al wel testmachines en experimenteerde daarmee, maar daar bleef het tot nu toe bij. De marktleider wilde niet eerder bevestigen wanneer het écht in productie zou gaan met ASML's nieuwste machines.

De belangrijkste reden daarvoor: de prijs van de machines. High-NA is ongeveer twee keer duurder dan de 'gewone' low-NA-machines, die met een geschatte verkoopprijs van zo'n 200 miljoen euro ook al niet goedkoop waren. Het bedrijf zette daarom vraagtekens bij het nut ervan op de korte termijn. De kosten zouden nog niet opwegen tegen de baten.

Eerder dit jaar nog gaf TSMC een roadmapupdate, waarbij de fabrikant opnieuw aangaf dat het nog geen concrete plannen had voor het gebruik van high-NA-euv.

Nu geeft het bedrijf dan toch een update. Het bedrijf begint in 2030 met high-NA-massaproductie, al is nog niet bekend op welk procedé dat precies zal gebeuren. De roadmap van TSMC loopt namelijk maar tot 2029. Mogelijk gaat het om A10, TSMC's eerste productieproces in de '1 nanometer'-klasse.

TSMC's huidige roadmap loopt tot 2029; al deze procedés laten high-NA nog schieten.

Dram bij Samsung

Ook Samsung deelde op dinsdag meer details over zijn plannen met high-NA. Het bedrijf begint zelfs al relatief snel met chipproductie met high-NA: 'tegen 2028'.

Opvallend genoeg begint het bedrijf dan niet met de productie van zogenaamde 'logicchips', zoals cpu's of gpu's. De Zuid-Koreaanse techgigant kiest er juist voor om geheugenchips te gaan maken met high-NA. Samsung is daarmee straks de eerste geheugenmaker die zich aan een high-NA-machine waagt.

High-NA moet Samsungs dram-roadmap dan ook vooruithelpen, verwacht de chipmaker. Deze machines kunnen kleinere patroontjes 'tekenen' dan hun voorgangers, wat volgens Samsung vooral de productieprocessen moet versimpelen en de efficiëntie moet verhogen.

Samsung bevestigde onlangs overigens al dat het high-NA ook zal inzetten voor de productie van logicchips. Dat moet gebeuren bij Samsungs '1 nanometer'-procedé, dat naar verwachting rond 2030 op de markt komt.

Een wafer met dram-chips. Bron: Samsung

Intel gebruikt high-NA al

Intel gaat op zijn beurt gestaag door met high-NA. Die chipmaker loopt al langer voorop met high-NA-machines. ASML leverde de eerste exemplaren aan Intel. Het bedrijf had high-NA veruit het langst op zijn roadmap staan.

Sterker nog: sinds dit jaar gebruikt Intel deze tools al voor de massaproductie van bepaalde laptop-cpu's. Als je onlangs een apparaat met Intel Panther Lake-processor hebt gekocht, bestaat de kans dat de processor deels is gemaakt met de nieuwste machine van ASML.

De fabrikant maakte dinsdag bekend dat het al meer dan een miljoen wafers heeft belicht met high-NA-tools, verdeeld over testproductie, r&d-werk én de productie van Panther Lake. Zo'n wafer is een ronde schijf waarop chips worden gemaakt. Het bedrijf is naar eigen zeggen meer dan tevreden met de resultaten van de tools.

Intel zal de inzet van high-NA in 2028 verder uitbreiden met de introductie van zijn 14A-procedé, zoals al langer bekend was. De machines zullen dan opnieuw gebruikt worden voor een aantal 'kritieke' lagen, hoewel klanten er ook voor kunnen kiezen om 14A-chips te maken met low-NA.

Medewerkers in een Intel-chipfabriek staan naast een high-NA-machine. Beeld: Intel

High-NA-adoptie komt op stoom

Zo komt high-NA nu écht op gang. Dat is het resultaat van een lange aanloop. High-NA was al sinds 2015 in ontwikkeling, nog voordat de 'gewone' euv-machines klaar waren voor massaproductie.

Zo'n tien jaar later, in 2025, leverde ASML de eerste tool die geschikt was voor grootschalig gebruik. Dat het daarna nog even zou duren voordat chipmakers de machines ook daadwerkelijk voor massaproductie inzetten, was al de verwachting.

Tot dinsdag was Intel de enige die volop op high-NA inzette. Nu volgen Samsung tegen 2028 met geheugenchips en TSMC in 2030 met massaproductie. De hele industrie werkt aan maskers die de machines vanaf 2033 nog sneller moeten maken. Zo komt die opstartfase dus langzaam maar zeker tot zijn einde.

Een TwinScan EXE:5200B, de eerste high-NA-machine die geschikt is voor massaproductie. Beeld: ASML

Reacties (28)

[sdziscool]

Haha wel verassend dat Intel nu voorloopt met gebruik! Een paar jaar geleden bleven ze maar hangen op de “7nm” en nu lopen ze eigenlijk al een jaartje voor? Natuurlijk zal het veel complexer liggen dan ik het hier omschrijf maar toch gaaf om te zien dat ze niet hebben liggen slapen.

[CrazyJoe]

Er is een verschil tussen wat een wafer stepper kan produceren en wat het proces is dat de gebruiker ermee probeert te maken.

Intel's probleem was dat ze hun processen niet goed op orde hadden (eerst hun 10 nm proces en later hun 7 nm proces), waardoor ze eerst lange tijd bleven hangen op hun 14 nm proces totdat ze 10 nm op orde hadden (en het maar Intel 7 genoemd hebben om van de slechte reputatie van 10 nm af te komen) en zo snel mogelijk voorbij hun 7 nm proces zijn gegaan (wat nu Intel 4 heet) naar Intel 3.

[Reactie gewijzigd door CrazyJoe op 8 september 2026 16:00]

[Croga]

Ze hebben het Intel 7 genoemd omdat het hele concept nm al jarenlang geen enkele waarde meer had en iedereen maar wat getalletjes rond strooide.... Vandaar ook dat de TSMC roadmap hier geen enkele melding van nanometers meer maakt en iedereen tegenwoordig die term heeft laten vallen.

Ja, Intel had een probleem met hun processen maar wat indertijd "Intel 14nm" heette gebruikte al kleinere transistoren dan het "10 nm" process van de concurrenten. Zoals gezegd; de term had al jaren geen waarde meer.

[AnonymousGerbil]

Dat was alleen verassend als je niet zat op te letten. Intel had de hele eerste jaarproductie van die machines opgekocht.

Dat betekende niet alleen dat ze als eerste met het meest geavanceerde spul konden spelen, maar ook dat de concurrentie dat in die tijd niet kon.

[Reactie gewijzigd door AnonymousGerbil op 8 september 2026 16:09]

[Dynamix86]

He was vooral de 14 nm waar intel zo'n beetje een heel decennia op is blijven hangen vanwege allerlei problemen die ze niet konden oplossen.

[partyondude]

Ik snap werkelijk waar helemaal niets van deze 'wereld', maar vind het wel heel erg gaaf dat Tweakers hier aandacht aan besteed

[DigitalExorcist]

Machtig interessant, ik snap er ook veel te weinig van, en één van de dingen die ik me telkens afvraag is.. waarom zijn die wafers eigenlijk rond? Da's toch hartstikke inefficient als je vierkante of rechthoekige processoren wil maken..? Hoeveel materiaal gaat er per wafer verloren en waar blijft dat dan?

[AverageNL]

Wafers worden gesneden uit een 'silicon ingot': het productieproces van die ingots resulteert in staven die inherent rond zijn. Je kan de wafers daarna wel vierkant maken, maar dan moet je delen wegsnijden en dat zorgt netto juist voor verlies van productieoppervlak. En ronde wafers kunnen ook nog eens beter tegen een stootje, omdat ze geen scherpe hoeken hebben! Win-win dus

[amigob2]

Vierkante wafers bieden op naukeurigheid nadelen,
Heel veel stappen in het process kunnen bijna niet goed gedaan worden op een vierkante wafer, kijk maar eens hoe de photo resist aangebracht word.
Wafer warmen op ( EUV ) of koelen af ( Immersie ) in de machine. daar hebben dan weer de hoeken veel meer last van.
slijpen van de oppervlakten van een ronde wafer is makkelijker , omdat je altijd de zelfe druk op de wafer hebt, dat kan niet bij een vierkant wafer.

Daarnaast zitten op de chuck ook sensoren, en die kunnen nu in de hoeken zitten met een vierkanten wafer moeten die sensoren weer verder naar buiten, waar door de chuck groter wordt en de machine ook.

[Reactie gewijzigd door amigob2 op 8 september 2026 17:59]

[dft2]

Dat heeft te maken met het productieproces van de bare wafers, zoek maar eens op 'silicon ingot' oid

[jorikc]

Het is inderdaad inefficient als je vanaf de wafer richting processors denkt. Maar die wafer moet eerst gemaakt worden: dat gaat op basis van een boule (ook ingot genoemd) en dat is een cylindervormig silicium kristal, als je die in schijfjes ophakt, zijn die natuurlijk allemaal rond. Dus als dat je "bronmateriaal" is, kun je maar het beste zoveel mogelijk chips uit die cirkels proberen te halen i.p.v. de wafers (of die ingot) eerst vierkant proberen te maken en daarbij veel meer materiaal te verliezen .

[Curiousity]

Er is een echt interessant boek over ASML.

Het heet focus.


Zoek het eens op.


Staan erg veel gedetailleerde info in over het process

[danda]

Ik herinner me dat TSMC de EUV-NA-machines aanvankelijk te kostbaar vond en nog voldoende potentieel zag in de bestaande DUV-machines van ASML. Is deze planning inmiddels gewijzigd, aangezien zij als enige dreigden de aansluiting te verliezen?

[AverageNL]

Ja, dat staat ook in dit artikel! Vanaf 2030 gaan ze high-NA gebruiken voor volumeproductie

[Pjotr]

Dat geldt/gold alleen voor de High-NA EUV machines.

De 'gewone' EUV machines worden volop gebruikt door TSMC. Sterker, meer dan de helft van alle NXE machines zijn in gebruik bij TSMC.

[Aerophobia1]

Met de huidige prijzen voor chips wordt ineens wel aantrekkelijk

[amigob2]

Te kostbaar ?, TSMC gaat gewoon tot en met 1.4 nm met de Low NA, dat kost veel minder, dan dit te doen met High NA. Intel moet dus die EXE terug verdienen. Daar naast is de low NA een volwassen High volume machine, dat is de EXE nog niet.

[Nightjar]

Moet je als Tweakers fan ook maar weten dat High-NA staat voor Hoge Numerieke Apertuur .

[tr7ple77]

Dank voor de uitleg, ik vroeg het me ook al af.

[turambar]

Dank je, daar was ik ook naar op zoek.

De andere genoemde afkorting 'euv' staat voor 'extreme ultraviolet'. Die afkorting zie je vaker, maar is wellicht ook niet bij iedereen bekend.

[vanaalten]

Ik ben wel benieuwd hoe ASML zich de komende tijd verder gaat ontwikkelen. Gaan ze nog nieuwer wafersteppers ontwikkelen voorbij 'high NA EUV'? Zo niet, wat gaan ze dan wel doen? Want ik heb een beetje de indruk dat er niet meer kosten-rendabel nog meer verkleind kan worden (dan wel dat het einde natuurkundig gezien bereikt is).

[Pjotr]

Misschien ooit Hyper-NA.


Zie: nieuws: ASML levert 'in de komende maanden' eerste high-NA-machine voor massaproductie

[Salvatron]

maak de chips goedkoper, ik word kwaad van deze prijzen

[ArcticWolf]

Gaat alleen gebeuren als mensen stoppen met AI te gebruiken.

[Salvatron]

daar ben ik dus kwaad om

[Deakers]

Prijs wordt momenteel meer bepaald door de vraag en het beperkte aanbod

[ReyHyper]

In alle geopolitieke geweld, geweldig dat NL met (bedrijven van) landen als Zuid Korea, Taiwan en VS innig blijven samenwerken om chips te produceren. En dan te bedenken dat het gaat om 5100 leveranciers en samenwerking met VS, België, Duitsland, Japan om tot dergelijke machines te komen. Dit vind ik echt bijzonder...aan NL