ייצור רטיקולים בליתוגרפיית סיליקון בשנת 2025: חישוף העידן הבא של דיוק ביצור שבבים. חקר צמיחת השוק, טכנולוגיות disruptive ושינויים אסטרטגיים שמעצבים את עתיד ייצור הרטיקולים.

• סיכום מנהלים: מגמות מרכזיות וצפי לשנת 2025
• גודל השוק, שיעור הצמיחה וצפי לשנים 2025–2030
• נוף תחרותי: יצרני רטיקולים ומחדשנים מובילים
• התקדמות טכנולוגית: EUV, DUV ועוד
• מדעי החומרים: חידושים בחומרים בסיסיים ומסיכות
• דינמיקה של שרשרת האספקה והשפעות גיאופוליטיות
• בקרת איכות, מדידות וניהול פגמים
• קיימות ושיקולים סביבתיים
• יישומים מתעוררים: AI, רכב ו-nodes מתקדמים
• המלצות אסטרטגיות וצפי עתידי
• מאמרים ומקורות

סיכום מנהלים: מגמות מרכזיות וצפי לשנת 2025

המגזר של ייצור הרטיקולים בליתוגרפיית סיליקון נכנס לשלב מכריע בשנת 2025, מונע על ידי ההגיונות הבלתי פוסקים של מיני שבבים ושל המעבר ל-nodes תהליכים מתקדמים. רטיקולים, או מסיכות פוטוגרפיות, הם קריטיים להעברת דפוסי מעגלים מורכבים על פני ופרות סיליקון, והדיוק שלהם משפיע באופן ישיר על ביצועי השבב ויובלים. התעשייה מגיבה לדרישה לגיאומטריות קטנות יותר—כגון 3 ננומטר ומטה—על ידי השקעה בחומרים חדשים, טכנולוגיות בדיקת פגמים ויכולות EUV (אולטרה סגול קצה קיצוני).

שחקנים מרכזיים במערכת היצור של הרטיקולים כוללים את ASML Holding, הספק המוביל של מערכות ליתוגרפיה EUV, ואת Toppan Inc. וDai Nippon Printing Co., Ltd. (DNP), ששניהם מנהיגים עולמיים ביצור מסיכות פוטוגרפיות. Hoya Corporation היא ספקית גדולה נוספת, המתמחה במסיכות ברמות טוהר גבוהות, חיוניות ל-EUV ולליתוגרפיה בעומק האולטרה סגול (DUV). חברות אלה משקיעות רבות במחקר ופיתוח כדי להתמודד עם האתגרים של פגם במסיכה, אמינות הדפוס, והצורך בגודל מסיכה גדול יותר (כגון מסיכות High-NA EUV).

בשנת 2025, אימוץ הליתוגרפיה EUV מתגבר, עם מכוני היצור המתקדמים ויצרני המכשירים המוגדרים (IDMs) שמגברים את היצור ב-3 ננומטר ומכינים את עצמם ל-nodes של 2 ננומטר. שינוי זה מגביר את הביקוש לרטיקולים EUV, שדורשים סביבות נקיות באולטרה ורמות מתקדמות של כלים לבדיקת פגמים. ASML Holding מרחיבה את הפלטפורמה שלה ל-High-NA EUV, שתדרוש פורמטים חדשים של רטיקולים ושליטה על פגמים אפילו מדויקת יותר. ספקי מסיכות ברמות EUV כמו Hoya Corporation יגדילו את הקיבולת שלהם למסיכות ברמות EUV, בעוד חנויות המסיכות מאמצות כותבים רב-קרניים ומערכות מדידה מתקדמות.

התעשייה מתמודדת גם עם עלויות ועלייה במורכבות. רטיקולים EUV יכולים לעלות כמה פעמים יותר מהמסיכות DUV המסורתיות, והצורך בסבילות אפס פגמים מעמיד את המבחנים ואת הטכנולוגיות לתיקון באתגר. חברות משתפות פעולה על פני השרשרת על מנת לאחד תהליכים ולשתף את השיטות הטובות ביותר, כפי שנראה בקונסורציום תעשייתי ותוכניות פיתוח משותפות.

מבט קדימה, הצפי לייצור רטיקולים בליתוגרפיית סיליקון נותר חזק. המעבר ל-High-NA EUV, הכנסת חומרים חדשים (כגון מוליבדן סיליקיד עבור מסיכות EUV), והמיני-טוריזציה המתמשכת של מכשירים ימשיכו לתמוך בביקוש לפתרונות מתקדמים לרטיקולים. צפויים לספקים המובילים להמשיך להרחיב את הקיבולת שלהם ולחדש בעיצוב, בבדיקה ובתיקון מסיכות, ולהבטיח שהמגזר יישאר אבן היסוד של התקדמות השבבים עד 2025 ומעבר לכך.

גודל השוק, שיעור הצמיחה וצפי לשנים 2025–2030

שוק ייצור הרטיקולים בליתוגרפיית סיליקון הוא מגזר קריטי בשרשרת האספקה של השבבים, התומך ביצור של מעגלים משולבים מתקדמים. נכון לשנת 2025, השוק חווה צמיחה قوية, המונעת על ידי הביקוש המתמשך ל-nodes תהליכים קטנים יותר, התפשטות של אינטליגנציה מלאכותית (AI), מחשוב ביצועים גבוהים (HPC), והתרחבות של אלקטרוניקת 5G ורכב. רטיקולים, הידועים גם כמסיכות פוטוגרפיות, חיוניים להעברת דפוסי מעגלים על פני ופרות סיליקון במהלך הליתוגרפיה, והמורכבות ודרישות הדיוק שלהם התגברו עם אימוץ הליתוגרפיה באולטרה סגול קצה קיצוני (EUV).

המנהיגים בתעשייה כמו ASML Holding, הספק הדומיננטי של מערכות ליתוגרפיה EUV, ואת Toppan Inc. וDai Nippon Printing Co., Ltd. (DNP), שני היצרנים הגדולים ביותר של מסיכות פוטוגרפיות בעולם, נמצאים בחזית של שוק זה. חברות אלה משקיעות רבות בטכנולוגיות מסיכה מתקדמות, כולל מסיכות EUV ריקות, פלקים, ומערכות בדיקת פגמים, כדי לעמוד בדרישות המחמירות של תהליכים מתחת ל-5 ננומטר ול-nodes העתידיים של 2 ננומטר.

גודל שוק ייצור הרטיקולים הגלובלי בשנת 2025 מוערך בסך כמה מיליארדי דולרים, עם שיעורי צמיחה שנתיים צפויים של 5–8% עד 2030. צמיחה זו מונעת על ידי מספר הולך וגדל של שכבות מסיכה לכל שבב, המעבר לתהליכי מיפוי רב-סמלי ו-EUV, והעלייה בהוצאות ההון על ידי מכוני היצור ויצרני המכשירים המוגדרים (IDMs) כמו חברת Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC) ו-Samsung Electronics. גם TSMC וגם Samsung מרחיבים את קיבולות ה-nodes המתקדמים שלהם, מה שמגביר באופן ישיר את הביקוש לרטיקולים מדויקי פרטים ברמה גבוהה.

לאחר מבט קדימה לשנת 2030, הצפי בשוק נותר חיובי, עם כמה מגמות מרכזיות שמעצבות את מסלולו:

• המשך ההגיונות ל-2 ננומטר ומעבר לכך, מה שדורש טכנולוגיות רטיקולים מתקדמות יותר ושליטה בפגמים.
• אימוץ מוגבר של הליתוגרפיה EUV, עם כמות מסיכות EUV צפויה לעבור את זו של מסיכות DUV ביצור המתקדם.
• שיתוף פעולה גדול יותר בין ספקי ציוד, יצרני מסיכות ויצרני שבבים כדי להתמודד עם אתגרים של ייבול ועלות.
• הופעת שחקנים חדשים והשקעות אזוריות, במיוחד בארצות הברית, אירופה וסין, המיועדות ללוקליזציה של שרשרת האספקה של מסיכות פוטוגרפיות קריטיות.

לסיכום, שוק ייצור הרטיקולים בליתוגרפיית סיליקון נמצא בדרך להתרחבות מתמשכת עד 2030, מבוצר על ידי חדשנות טכנולוגית וההנעה הבלתי פוסקת למיני-טוריזציה של שבבים. הצמיחה של הסקטור תהיה קשורה בקצב האימוץ של ה-nodes המתקדמים וביכולת של שחקנים מרכזיים כמו ASML Holding, Toppan Inc. וDai Nippon Printing Co., Ltd. לספק פתרונות רטיקול следующего поколения.

נוף תחרותי: יצרני רטיקולים ומחדשנים מובילים

הנוף התחרותי של ייצור רטיקולים בליתוגרפיית סיליקון בשנת 2025 מוגדר על ידי קבוצת חברות קטנה מאוד המתמחות מאוד, שכל אחת מהן מנצלת טכנולוגיה מתקדמת ושותפויות מעמיקות בתעשייה כדי לעמוד בדרישות ההולכות ומתרקמות של מיני טוריזציה של שבבים. רטיקולים, או מסיכות פוטוגרפיות, הם קריטיים להעברת דפוסי מעגלים על פני ופרות סיליקון, והדיוק שלהם משפיע ישירות על ביצועי השבב ויובלים. ככל שהתעשייה דוחפת לעבר ה-nodes של מתחת ל-3 ננומטר ולליתוגרפיה באולטרה סגול קצה קיצוני (EUV), הדרישות לאיכות רטיקולים, שליטה בפגמים וזמן ההפניה התגברו.

המנהיג הגלובלי הבלתי מעורער בייצור רטיקולים هو HOYA Corporation, תאגיד יפני עם עשרות שנות ניסיון בטכנולוגיות נושאי מסיכה ומסיכות מוגמרות. HOYA מספקת הן מסיכות פוטוגרפיות סטנדרטיות והן רטיקולים ברמות EUV כמעט לכל מכוני השבבים ויצרני המכשירים המוגדרים (IDMs) הגדולים. החברה השקיעה רבות בבדיקת פגמים, ניקוי וחומרים מתקדמים, כדי לתמוך במעבר ל-High-NA EUV, אשר צפויה להפוך לזרם המרכזי בשנים הקרובות.

שחקן משמעותי נוסף הוא Dai Nippon Printing Co., Ltd. (DNP), המפעילה אחד העסקים הגדולים ביותר בעולם בייצור מסיכות פוטוגרפיות. DNP מוכרת בטכנולוגיות כתיבה וביקורת ברמת דיוק גבוהה, והיא משתפת פעולה באופן הדוק עם יצרני כלים מובילים ויצרני שבבים כדי לפתח יחד פתרונות רטיקולים למערכת הבאה. המיקוד של DNP ב-EUV ובמסיכות מרובות דפוסי מעמיד אותה כספקית מרכזית ליישומי לוגיקה וזכרון מתקדמים.

בארצות הברית, Photronics, Inc. מתבלטת כספקית עצמאית מובילה של מסיכות פוטוגרפיות, המשרתת את השוק של לוגיקה וזכרון. Photronics הרחיבה את נוכחותה הגלובלית עם מתקני ייצור מסיכות מתקדמים באסיה ובצפון אמריקה, והיא משקיעה באופן פעיל ביכולות מסיכות EUV כדי לתמוך ב-nodes החדשים ביותר. השותפויות של החברה עם מכוני המחיה ו-IDMs מבטיחות שהיא תישאר בחזית טכנולוגיות הרטיקולים.

תורמים נוספים בולטים הם Toppan Inc., שיש לה נוכחות חזקה גם במסיכות פוטוגרפיות קונבנציונליות וגם ב-EUV, וShimadzu Corporation, המספקת כלים קריטיים לבדיקת איכות הרטיקולים ולמדידה. הנוף התחרותי מעוצב עוד על ידי שיתוף פעולה קרוב עם יצרני ציוד ליתוגרפיה כמו ASML Holding NV, אשר מערכות ה-high-NA EUV שלהן מניעות דרישות חדשות לדיוק המסיכה ולשלילה.

מבט קדימה, הייצור של רטיקולים צפוי להמשיך להיות בקונסולידציה ולחידוש טכנולוגי, כששחקנים מובילים משקיעים באוטומציה, בבדיקות מונעות בינה מלאכותית ובחומרים חדשים כדי לעמוד באתגרים של הליתוגרפיה הבאה. היכולת לספק רטיקולים מדויקי פגמים ברמה גבוהה בקנה מידה נותרה מבחן מרכזי ככל שעולם השבבים מתקדם לעבר ה-nodes הקטנים יותר.

התקדמות טכנולוגית: EUV, DUV ועוד

נוף ייצור הרטיקולים בליתוגרפיית סיליקון עובר שינוי מהיר בשנת 2025, המונע על ידי ההנעה הבלתי פוסקת ל-nodes קטנים יותר ולתשואות גבוהות יותר ביצור שבבים. שתי הטכנולוגיות הדומיננטיות בליתוגרפיה—אולטרה סגול קצה קיצוני (EUV) ואולטרה סגול עמוק (DUV)—נמצאות בלב השיפורים הללו, כאשר ייצור הרטיקולים (מסיכות) מתפתח כדי לעמוד בדרישות המחמירות שלהן.

ליתוגרפיה EUV, הפועלת על אורך גל של 13.5 ננומטר, הפכה בעלת חשיבות עבור nodes מתקדמים ברמות 5 ננומטר ומטה. המורכבות של רטיקולים EUV גבוהה משמעותית מהמסכות DUV, ודורשת מעבדים חופשיים מפגמים, חומרים סופגים מתקדמים, ומבנים משקפים רב-שכבתיים. ASML Holding NV, הספק היחיד לסורקים EUV, משתפת פעולה באופן הדוק עם יצרני מסיכות כדי להבטיח שהאיכות של הרטיקולים תתאים לדיוק של מערכות הליתוגרפיה שלה. מסיכות ריקות EUV מיוצרות בדרך כלל על ידי HOYA Corporation וAGC Inc., ששניהם השקיעו רבות בבדיקת פגמים ובטכנולוגיות הפקדת שכבות כדי לעמוד בסטנדרטים של אפס פגמים בתעשייה.

לליתוגרפיה DUV, השומרת על חשיבות עבור nodes בוגרים ושכבות קריטיות מסוימות, ייצור הרטיקולים ממשיך להתקדם דרך האימוץ של מסכות מסוג שינוי שלב, תיקון קירבה אופטית, ושיפורים בחומרים של פלקים. Photronics, Inc. וDai Nippon Printing Co., Ltd. הן בין הספקים הגלובליים המובילים של מסיכות DUV ו-EUV, ומשקיעות בכלים לכתיבה אלקטרוניים באיכות גבוהה ומערכות בדיקה מתקדמות כדי לתמוך במעבר לגיאומטריות דקיקות יותר.

מגמה מרכזית בשנת 2025 היא האינטגרציה של טכנולוגיות מתקדמות לבדיקת מסיכות ותיקון. חברות כמו KLA Corporation מספקות מערכות בדיקה מהשורה הראשונה, המסוגלות לזהות פגמים ברמות פחות מ-10 ננומטר, שזה קריטי עבור רטיקולים של EUV ו-DUV. הצפייה לאימוץ של בדיקות פעילות (באורך גל EUV) צפויה לעלות, מה שמפחית עוד יותר את הסיכון לפגמים הניתנים להדפסה שמפריעים לתהליך הייצור.

מבט קדימה, התעשייה חוקרת הליתוגרפיה High-NA EUV, שתדרוש ייצור רטיקולים עוד יותר מדויק וחומרים חדשים כדי להתמודד עם רמות גבוהות יותר של רזולוציה וסובלנות עקירה. שיתוף הפעולה המתמשך בין ספקי ציוד, יצרני מסיכות ומכונים צפויות להאיץ את החדשנות, כאשר המטרה היא לתמוך ב-nodes מתחת ל-2 ננומטר עד סוף שנות ה-20. ככל שמורכבות ועלות ייצור הרטיקולים גודלות, הסקטור צפוי לראות קונסולידציה נוספת ושיתופי פעולה אסטרטגיים בין שחקנים מרכזיים כדי להבטיח חסינות שרשרת אספקה ומנהיגות טכנולוגית.

מדעי החומרים: חידושים בחומרים בסיסיים ומסיכות

תחום ייצור הרטיקולים בליתוגרפיית סיליקון חווה התקדמות משמעותית במדעי החומרים, במיוחד בפיתוח טכנולוגיות חומרים בסיסיים ומסיכות. ככל שתעשיית השבבים מתקדמת לעבר nodes מתחת ל-2 ננומטר ולליתוגרפיה באולטרה סגול קצה קיצוני (EUV), הדרישות על איכות הרטיקולים, שטחון ושליטה בפגמים התגברו. בשנת 2025 ובשנים הבאות, דרישות אלו מניעות חדשנות בקרב ספקים ומפיקים מובילים.

תתי-הרטיקולים, המיוצרים בדרך כלל מסיליקה חולית טהורה או קוורץ, צריכים להציג שטח יוצא מן הכלל ומעט התפשטות תרמית. הסטנדרט התעשייתי למסיכות—שמשמשות כבסיס למסיכות פוטוגרפיות—נקבע על ידי קבוצת יצרנים מתמחים קטנה. HOYA Corporation וASML (דרך החברה בת Berliner Glas) הן בין הספקים הגלובליים העיקריים של מסיכות EUV, כשShin-Etsu Chemical ממלאת גם תפקיד קריטי בהספקת תת-תכנים בעלי טוהר גבוהה. חברות אלה השקיעו רבות בבדיקת פגמים ובמערכות ניקוי, שכן גם חלקיק או שקע אחד יכול להפוך מסיכה לאי-שמישה עבור nodes מתקדמים.

עבור הליתוגרפיה EUV, מסיכות הם הרבה יותר מורכבות מהקדמוניות DUV. הן מורכבות ממצבור Mo/Si רב-שכבתי—לעיתים יותר מ-40 שכבות חלופיות—על תת-תוכן בעל פגמים נמוכים, שעליו שכבת רותניום ושכבת סופגת דקה. הדיוק הנדרש בהפקת שכבות אלו, והצורך בשטחים חלקים באטומיים, הובילו לאימוץ מערכות מדידה וניקוי מתקדמות. HOYA Corporation וShin-Etsu Chemical הודיעו על השקעות מתמשכות בקווי ייצור וכלים לבדיקת פגמים כדי לעמוד בדרישות הגדלות למַסְכוֹת EUV ללא פגמים.

מבט קדימה, הכנסת סורקי High-NA EUV של ASML צפויה להחמיר עוד יותר את המפרט לגבי תתי-הרכיבים ומסיכות. התעשייה צופה צורך במשטחים שטוחים יותר אפילו (שינוי בסך העבירה מתחת ל-20 ננומטר) וצפיפות פגמים נמוכה יותר (מתחת ל-0.1 פגמים/סמ"ר). זה מאלץ ספקים לחקור חומרים חדשים ובקרת תהליכים, כגון שיטות מצמץ כימיות-מכאניות המתקדמות ומשיטות הפקדה באטומית.

לסיכום, בשנים הקרובות נמשיך ל看到 שיתוף פעולה בין יצרני ציוד, ספקי תתי-הרכיבים, ויצרני שבבים כדי להניע את הגבולות של מדעי החומרים של הרטיקולים. היכולת של חברות כמו HOYA Corporation, Shin-Etsu Chemical, וASML לספק איכות מסיכות שטוחות ונטולות פגמים תהיה גורם אפשרי מרכזי עבור רפיאת השבבים מעבר לשנת 2025.

דינמיקה של שרשרת האספקה והשפעות גיאופוליטיות

השרשרת האספקה לייצור רטיקולים בליתוגרפיית סיליקון היא מאוד מסודרת וגלובלית, עם מספר מצומצם של חברות שמחזיקות בשלבים קריטיים כמו ייצור מסיכות פוטוגרפיות ריקות, כתיבה ובדיקה. נכון לשנת 2025, המגזר מתמודד עם התגברות המורכבות בגלל מתחים גיאופוליטיים, פיקוח על ייצוא וכמיהה לריבונות טכנולוגית, במיוחד בין ארצות הברית, האיחוד האירופי וסין.

ספקי מכונות וחומרים לייצור רטיקולים כוללים את ASML Holding (הולנד), המספקת מכונות מתקדמות לכתיבה ובדיקה, ואת HOYA Corporation (יפן) ואת AGC Inc. (יפן), ששניהם יצרניות מובילות של מסיכות פוטוגרפיות ריקות. Photronics, Inc. וToppan Inc. (יפן) הן בין בתי המסכה המסחריים הגדולים ביותר, משרתות מכוני יצור ויצרני מכשירים ברחבי העולם.

בשנים האחרונות הוטלו פיקוח ייצוא על ידי ממשלת ארצות הברית על ציוד ליתוגרפיה avanzada וטכנולוגיות נלוות, במיוחד מכוונים לגישה של סין לכלים וחומרים מסיכות באולטרה סגול קצה קיצוני (EUV). מגבלות אלו, שמעורבות בתיאום עם בעלי ברית כמו הולנד ויפן, השפיעו ישירות על היכולת של יצרני השבבים הסינים לרכוש את ציוד ה-רטיקולים המתקדמים ביותר ואת מסיכות הפוטוגרפיות. כתוצאה מכך, חברות סיניות מחדדות את המאמצים ל.localize את השרשרת האספקה שלהן ולפתח חלופות פנימיות, אם כי פערים טכנולוגיים משמעותיים נשארים.

השרשרת האספקה של הרטיקולים גם עולה לסיכונים משיבושים מאירועים טבעיים, כפי שנראה בשנים קודמות עם רעידות אדמה ביפן שהשפיעו על ייצור מסיכות ריקות. כתוצאה מכך, שחקנים מרכזיים מגוונים את בסיס הספקים שלהם ומגדילים את המאגרים. לדוגמה, HOYA Corporation וAGC Inc. הודיעו על השקעות בהרחבת הקיבולת וחוסן השרשראות.

מבט קדימה לשנים הבאות, הצפי לייצור רטיקולים בליתוגרפיית סיליקון מעוצב על ידי כמה מגמות:

• הפוקד ככוח פיקוח יצוא ומגבלות טכנולוגיות יימשכו, עם פוטנציאל להחמרה נוספת תלויה בהתפתחויות גיאופוליטיות.
• יצרני מסכות העיקריים וספקי ציוד צפויים להשקיע במרכזי ייצור מקומיים כדי להקל על סיכוני גיאופוליטיקה ולהבטיח את המשכיות האספקה.
• המאמץ של סין לעצמאות בייצור שבבים ידרוש השקעה פנימית בטכנולוגיות רטיקולים, אם כי להשיג את היתרון על פני מנהיגים גלובליים יצטרך זמן.
• שיתוף פעולה בין ספקי ציוד, בתי מסכה ומשתמשי קצה יגבר כדי להתמודד עם האתגרים הטכניים המוצגים על ידי nodes הבאים ו-EUV.

לסיכום, שרשרת האספקה של ייצור רטיקולים בליתוגרפיית סיליקון בשנת 2025 מאופיינת בהליכי אסטרטגיה, השקעות קיבולת, וחוסר ודאות מתמשך עקב גורמים גיאופוליטיים. החוסן של הסקטור תלוי ביכולת של שחקנים מרכזיים כמו ASML Holding, HOYA Corporation, AGC Inc., וכPhotronics, Inc. להסתגל לדינמיקה הגלובלית המשתנה.

בקרת איכות, מדידות וניהול פגמים

בקרת איכות, מדידות וניהול פגמים הם עמודי תווך קריטיים בייצור רטיקולים בליתוגרפיית סיליקון, במיוחד ככל שהתעשייה מתקדמת לעבר nodes של מתחת ל-5 ננומטר ואפילו 2 ננומטר. בשנת 2025 ובשנים הקרובות, המורכבות של ייצור הרטיקולים (מסיכות) הולכת ומתרקמת, מונעת על ידי האימוץ של הליתוגרפיה באולטרה סגול קצה קיצוני (EUV) והדרישה לדיוק גבוה יותר ופגמים נמוכים יותר.

איכות הרטיקולים משפיעה ישירות על היבול של ופרות וביצועי מכשירים. לכן, המפיקים משקיעים רבות במערכות בדיקה ומדידות מתקדמות. KLA Corporation נותרת מנהיגה עולמית בבדיקת הרטיקולים, מציעה פלטפורמות היכולות לזהות פגמים באורך של פחות מננומטר ושגיאות מיקום דפוסים. הכלים האחרונים שלהם משלבים אופטיקה ברזולוציה גבוהה וניתוח מונע בינה מלאכותית כדי להבחין בין פגמים קריטיים ללא קריטיים, מפחיתים חיוביים כוזבים ומשפרים את המעבר. ASML Holding, הספק הדומיננטי של מערכות הליתוגרפיה EUV, מספקת גם פתרונות מתקדמים לבדיקת מסיכות ותיקונן, ומביאה לכך שרק רטיקולים ללא פגמים נכנסים לתהליך הליתוגרפיה.

המעבר ל-EUV הביא עמו סוגים חדשים של פגמים, כגון פגמים פאזיים וזיהום משכבות מרובות, שהם מאתגרים יותר לזיהוי ותיקון מאשר אלו במסיכות DUV. כדי להתמודד עם זה, חברות כמו HOYA Corporation וPhotronics, Inc.—ששתיהן יצרניות רטיקולים מרכזיות—משתפות פעולה עם ספקי הציוד לשיפור התהליכים של ניקוי, בדיקה ותיקון. HOYA, לדוגמה, השקיעה בטכנולוגיות ניקוי משלה כדי למזער זיהום חלקיקים, בעוד Photronics מרחיבה את קיבולת ייצור המסיכות EUV שלה עם מדידות משופרות בקו.

כלי המדידה מתפתחים כדי לספק משוב בזמן אמת במהלך ייצור המסיכות. Carl Zeiss AG מספקת מערכות מדידה קריטיות בזרימות אלקטרוניות ויון לבדיקת המסיכה והוורפים, לתמוך בהנעה של התעשייה לשליטה מדויקת יותר ובקרה בממדי הליבה (CD). מערכות אלו חיוניות למעקב אחרי דיוק מיקום הדפוס ולזיהוי פגמים תת-רזולוציים שיכולים להשפיע על ביצועי מכשירים.

מבט קדימה, בתעשייה צפויה לבוא עוד אינטגרציה של אAI ולמידת מכונה בהכנת מזהה פגמים ובקרת תהליכים, מה שמאפשר תחזוקה ניבאת וניתוח של שורשית מהירה יותר. שיתוף פעולה מתמשך בין יצרני מסיכות, ספקי ציוד ומכוני שבבים יהיה קריטי כדי לעמוד בדרישות האיכות הקפדניות של מכשירים מהדור הבא. ככל שהגיאומטריות של המכשירים מצטמצמות והמורכבות גדלה, החשיבות של בקרת איכות איתנה, מדידה מתקדמת וניהול פגמים יעילים בייצור הרטיקולים רק תתרקם, ותעצב את הנוף התחרותי עד 2025 ומעבר לכך.

קיימות ושיקולים סביבתיים

הקיימות וההשפעה הסביבתית של ייצור הרטיקולים בליתוגרפיית סיליקון מקבלים תשומת לב גוברת ככל שסדרות השבבים מתמודדות עם לחץ רגולטורי וחברתי ל.reduce את טביעת הרגל האקולוגית שלהן. ייצור רטיקולים, שלב קריטי בפוטו-ליתוגרפיה, כרוך בשימוש בסיליקה או זכוכית טהורה, חומרים מעלים ושפע של כימיקלים וגזים, כולם תורמים לצרפת אנרגיה, גידולי פסולת, והצפות פוטנציאליות.

בשנת 2025, יצרני הרטיקולים המובילים מגבירים את מאמציהם למזער את ההשפעה הסביבתית על פני מעגל חיי הרטיקולים. HOYA Corporation, אחת מספקי החומרים הפוטוגרפיים הגדולים בעולם, התחייבה בפומבי לצמצם את הפליטות גזי חממה ולשפר את היעילות במשאבים במתקני הייצור שלה. החברה משקיעה בציוד חסכוני באנרגיה, במערכות מיחזור מים, וביוזמות צמצום פסולת במתקניה. בדומה לכך, Photronics, Inc., יצרן פוטוגרפי עולמי מרכזי, מדווחת על יישום מתמשך של מערכות ניהול סביבתיות מאושרות ISO 14001, המתמקדות באופטימיזציה של שימוש בכימיקלים והפחתת פסולת מסוכנת.

אתגר סביבתי משמעותי בייצור רטיקולים הוא השימוש בחומרי פרפלואור ומגוון גזים מיוחדים, אשר יש להם פוטנציאל ייחודי לחימום עולמי. התעשייה מגיבה על ידי חקר כימיה ופתרונות ייחודיים. Toppan Inc., ספקית מרכזית נוספת למסיכות פוטוגרפיות, מפתחת תהליכי ניקוי ואיטור חדשים המפחיתים את התלות בחומרי פרפלואור ומפחיתים את הפליטות הכוללות. בנוסף, אימוץ של מערכות סינון ואִבוּך מתקדם הופך לתהליך סטנדרט לקלטת ולנטרל תוצרים מזיקים לפני שחרורם לסביבה.

שימוש במים הוא עוד אזור התמקדות, שכן ייצור הרטיקולים דורש מים טהורים מאוד לניקוי ועיבוד. חברות משקיעות במערכות מחזור מים סגורות כדי להפחית את צריכת מים מתוקים ואת פליטת מי שופכין. לדוגמה, HOYA Corporation דיווחה על התקדמות בהגברת שיעורי מחזור המים באתרים המרכזיים שלה.

מבט קדימה, צפויה תעשייה לשלב עוד יותר קיימות בנוגע לייצור רטיקולים על ידי אימוץ חומרים ירוקים יותר, אוטומציה מוגברת של תהליכים כדי להפחית פסולת, ושימוש במקורות אנרגיה מתחדשות. שיתוף פעולה עם יצרני מכשירים שבבים, כמו Intel Corporation וחברת Taiwan Semiconductor Manufacturing, גם מקדם את ההתפתחות של שרשראות אספקה ידידותיות לסביבה והערכות מחזור חיים למסיכות פוטוגרפיות. ככל שהדרישות הרגולטוריות מתהדקות והביקוש של הלקוחות למוצרים בני קיימא גוברת, ההנהגה הסביבתית תישאר מרכז מוקד בהתפתחות ייצור הרטיקולים בליתוגרפיית סיליקון עד 2025 ומעבר לכך.

יישומים מתעוררים: AI, רכב ו-nodes מתקדמים

ההתפתחות המהירה של אינטליגנציה מלאכותית (AI), אלקטרוניקת רכב ומתקני שבבים מתקדמים מחדשת את הנוף של ייצור רטיקולים בליתוגרפיית סיליקון בשנת 2025 ובשנים הבאות. ככל שהגיאומטריות של המכשירים מצטמצמות ל-3 ננומטר ומטה, וככל שמורכבות מערכות-על-שבב (SoC) גדלה, הביקוש לרטיקולים מדויקי פגמים ברמות גבוהות לא היה גדול יותר. זה בולט במיוחד במגמות כמו מאיצי AI, מערכות רכב אוטונומיות ומחשוב ביצועים גבוהים, כאשר מרווח השגיאות קטן והעלות של פגמים רבה.

ייצור רטיקולים, תהליך יצירת מסיכות פוטוגרפיות המגדירות דפוסי מעגלים על פני ופרות סיליקון, הוא כיום חסם קריטי ומאפשר לייצור שבבים מתקדמים. המעבר לליתוגרפיה באולטרה סגול קצה קיצוני (EUV), בראשות חברות כמו ASML, הביא עימו דרישות חדשות עבור איכות וביצועי היחידות מסיכות, עמידות פלקים, ובדיקת פגמים. רטיקולים של EUV הם יותר מורכבים ויקרים מהקדומות DUV שלהם, כאשר עלות רטיקל יחיד מדווחת עולה על 300,000 דולר. עלות זו מצדיקה את היכולת ליצור דפוסים ברמות של 5 ננומטר, 3 ננומטר, וצפויות 2 ננומטר, ואלה חיוניים לשבבים עתידיים של AI ורכב.

שחקנים מרכזיים במערכת ייצור הרטיקלים כוללים את Photronics, מנהיג עולמי בייצור מסיכות פוטוגרפיות, ואת HOYA Corporation, ספקית מרכזית של מסיכות ריקות. Dai Nippon Printing Co., Ltd. (DNP) וToppan Inc. הם גם תורמים משמעותיים, המספקים פתרונות מתקדמים למסיכות פוטוגרפיות עבור מכוני חיים ו-idm. חברות אלה משקיעות רבות בטכנולוגיות חדשות לבדיקת ותיקון ולכתיבה, כמו שיטות כתיבה רב-קרניות ומערכות בדיקה אקטיניות, כדי לעמוד בדרישות החדות לפגמים ולרזולוציה במד מחנים.

במגזר הרכב, המעבר לחשמליות ולנהיגה אוטונומית מעלה את הביקוש לחומרי שבבים אמינים ובעלי חשיבות רבה. זה שם דגש נוסף על איכות המסיכות ומעקב. יישומי AI, במיוחד במרכזי נתונים ובמכשירים בקצה, דורשים ארכיטקטורות בקרה וזכרון מותאמות עצמיות, מה שמגביר עוד את המגוון ואת כמות ההזמנות עבור מסיכות. המפגש של מגמות אלו צפוי להשאר עם צמיחה דו-ספרתית בשוק המסיכות המתקדמות לפחות עד 2027, עם רשת מחקר ופיתוח המתמקדת במסיכות EUV, הפחתת פגמים, ובחומרים חדשים למסיכות.

מבט קדימה, תעשיית ייצור רטיקולים מתמודדת עם אתגרים הנוגעים לעלות, זמן מחזור וחוסן האספקה. עם זאת, עם חדשנות מתמשכת משקיעים בוגרים בשדהילת, והשתפות קרובה עם מכוני היצור של השבבים, הסקטור נמצא במיקום טוב לתמוך בגל המתקדם הבא של יישומי AI, רכב ו-nodes מתקדמים.

המלצות אסטרטגיות וצפי עתידי

מגזר ייצור הרטיקולים בליתוגרפיית סיליקון נכנס לשלב מכריע בשנת 2025, שעוצב על ידי הדחפים הבלתי פוסקים לעבר nodes תהליכים קטנים יותר, אימוץ הליתוגרפיה באולטרה סגול קצה קיצוני (EUV), והמורכבות המתרקמת של עיצובים משולבים (IC). המלצות אסטרטגיות לבעלי עניין בתחום זה חייבות לעסוק גם באתגרים הטכניים ובאתגרים בשרשרת האספקה, העולים ככל שהתעשייה דוחפת לעבר nodes של מתחת ל-2 ננומטר ומעבר לכך.

ראשית, השקעה בתשתיות ייצור מסיכות מתקדמות היא הכרחית. המעבר ל-EUV, אשר אומץ כעת בצורה נרחבת לייצור בהמות במכוני היצור המתקדמים, דורש רטיקולים בעלי דיוק ופיקוח פגמים היסטורי. חברות כמו ASML Holding—הספק יחידי של סורקי EUV—משתפות פעולה באופן הדוק עם ספקי מסיכות ריקות וחנויות מסיכות כדי לשפר את כל המערכת של הרטיקול. שותפויות אסטרטגיות עם ספקים מרכזיים, כולל HOYA Corporation וShin-Etsu Chemical, ששניהם ספקי מסיכות ברמה גבוהה טהור, ממומלצות כדי להבטיח גישה לחומרים ולטכנולוגיות האחרונות.

שנית, התעשייה חייבת לתת עדיפות לאוטומציה ולדיגיטליזציה של תהליכי בדיקה ותיקון של רטיקולים. ככל שהמורכבות של דפוסים גדלה, כך גם הסיכון לפגמים, אשר יכולים להשפיע על קצבת היבול. חברות כמו KLA Corporation וHitachi High-Tech Corporation מקדמות כלים לבדיקת ומדידה, המסוגלים לזהות פגמים באורך של פחות בנננומטר, שיהיו קריטיים לשמירה על איכות ב-nodes מתקדמים. השקעה אסטרטגית בכלים אלו, כמו גם בניתוח פגמים מונעי AI, תהווה מבחן מרכזי ליצרני המסיכות.

שלישית, יש לעסוק בחוסן של שרשרת האספקה. תהליך ייצור הרטיקולים מסתמך על מספר קטן של ספקים מתמחים מאוד, מה שמסכן אותו בשיבושים. גיוון בסיסי הספקים, בניית מאגרים של חומרים קריטיים, והקניית הסכמים ארוכי טווח עם שותפים מרכזיים הם אסטרטגיות נבונות. שיתוף פעולה עם קונסורציונים בתעשייה, כמו SEMI, יכול גם לסייע לאחד שיטות טובות ולשפר את שקיפות השרשרת האספקה.

מבט קדימה, הצפי לייצור רטיקולים בליתוגרפיית סיליקון הוא טוב, עם ביקוש הצפוי לצמוח במקביל להתרחבות תעשיית השבבים לתחומי AI, רכב ומחשוב ביצועים גבוהים. עם זאת, הסקטור יתמודד עם אתגרים מתמשכים הנוגעים לעלות, מורכבות, ולצורך בחדשנות מתמשכת. חברות שמשקיעות בפרואקטיבית בטכנולוגיה, בכישרונות ובשותפויות אסטרטגיות יהיו במיקום הטוב ביותר להפיק תועלת מההזדמנויות של השנים הקרובות.

מאמרים ומקורות

• ASML Holding
• Toppan Inc.
• Dai Nippon Printing Co., Ltd. (DNP)
• Hoya Corporation
• Photronics, Inc.
• Shimadzu Corporation
• AGC Inc.
• KLA Corporation
• Shin-Etsu Chemical
• Carl Zeiss AG
• Hitachi High-Tech Corporation