Proizvodnja retiklov v silicijevi litografiji leta 2025: Odkritje naslednje dobe natančnosti pri izdelavi čipov. Raziščite rast trga, disruptivne tehnologije in strateške premike, ki oblikujejo prihodnost proizvodnje retiklov.

• Izvršni povzetek: Ključni trendi in obeti za leto 2025
• Velikost trga, stopnja rasti in napovedi za obdobje 2025–2030
• Konkurenčno okolje: Vodilni proizvajalci retiklov in inovatorji
• Tehnološki napredek: EUV, DUV in še več
• Materialna znanost: Inovacije v substratih in maskah
• Dinamika dobavne verige in geopolitični učinki
• Nadzor kakovosti, meritev in upravljanje napak
• Trajnostnost in okoljski vidiki
• Nove aplikacije: AI, avtomobilska industrija in napredni vozli
• Strateške priporočila in prihodnji obeti
• Viri in reference

Izvršni povzetek: Ključni trendi in obeti za leto 2025

Sektor proizvodnje retiklov v silicijevi litografiji se v letu 2025 vstopa v odločilno fazo, ki jo zagotavljajo neomajna širitev polprevodniških naprav in prehod na napredne procesne vozlišča. Retikli, ali fotomaski, so ključni za prenos zapletenih vzorcev vezij na silicijeve waferje, njihova natančnost pa neposredno vpliva na zmogljivost čipov in njihovo donosnost. Industrija se odziva na povpraševanje po manjših geometrijah, kot so 3 nm in manj, z vlaganjem v nove materiale, tehnologije pregleda napak in sposobnosti ekstremne ultravijolične (EUV) litografije.

Ključni igralci v ekosistemu proizvodnje retiklov vključujejo ASML Holding, vodilnega dobavitelja EUV litografskih sistemov, ter Toppan Inc. in Dai Nippon Printing Co., Ltd. (DNP), ki sta oba svetovna voditelja v proizvodnji fotomask. Hoya Corporation je še en majorni dobavitelj, specializiran za visokočiste maske, nujne za EUV in globoko ultravijolično (DUV) litografijo. Ta podjetja vlagajo veliko v R&D, da bi se spopadla s problemi pomanjkanja retiklov, zvestobo vzorca in potrebo po večjih velikostih mask (kot so maske z visokim NA EUV).

V letu 2025 se pospešuje sprejem EUV litografije, pri čemer vodilne livarne čipov in integrirani proizvajalci naprav (IDM) povečujejo proizvodnjo pri 3nm in se pripravljajo na 2nm vozlišča. Ta prehod povečuje povpraševanje po EUV retiklih, ki potrebujejo ultra čiste okolje in napredna orodja za pregled. ASML Holding širi svojo platformo High-NA EUV, kar bo zahtevalo nove formate retiklov in še bolj strogo kontrolo napak. Dobavitelji mask, kot je Hoya Corporation, povečujejo kapacitete za EUV razrede mask, medtem ko se delavnice za maske poslužujejo več-beam mask writer-jev in naprednih sistemov merjenja.

Industrija se prav tako srečuje z naraščajočimi stroški in kompleksnostjo. EUV retikli lahko stanejo večkrat več kot konvencionalne DUV maske, in potreba po ničelni toleranci napak zgornje meje vpraša nadzorne tehnologije in tehnologije popravila. Države sodelujejo čez dobavno verigo, da bi standardizirali procese in delili najboljše prakse, kar je razvidno v industrijskih konzorcijih in skupnih razvojnih programih.

Glede naprej, obeti za proizvodnjo retiklov v silicijevi litografiji ostajajo robustni. Prehod na High-NA EUV, uvedba novih materialov (kot je molibden silikid za EUV maske) in nadaljevanje miniaturizacije naprav bodo ohranjali povpraševanje po naprednih rešitvah retiklov. Očekuje se, da bodo vodilni dobavitelji še naprej širili kapacitete in inovirali v zasnovi mask, pregledu in popravilu, s čimer bodo zagotovili, da sektor ostaja temelj napredka na področju polprevodnikov do leta 2025 in še naprej.

Velikost trga, stopnja rasti in napovedi za obdobje 2025–2030

Trg proizvodnje retiklov v silicijevi litografiji je kritičen segment znotraj dobavne verige polprevodnikov, ki podpira proizvodnjo naprednih integriranih vezij. V letu 2025 trg doživlja robustno rast, kar je omogočeno z naraščajočim povpraševanjem po manjših procesnih vozliščih, širjenjem umetne inteligence (AI), visokozmogljivim računalništvom (HPC) in širjenjem 5G ter avtomobilske elektronike. Retikli, znani tudi kot fotomaski, so bistveni za prenos vzorcev vezij na silicijeve waferje med litografijo, njihova kompleksnost in zahteve po natančnosti so se povečale z uvedbo ekstremne ultravijolične (EUV) litografije.

Industrijski voditelji, kot sta ASML Holding, prevladujoč dobavitelj EUV litografskih sistemov, ter Toppan Inc. in Dai Nippon Printing Co., Ltd. (DNP), največja proizvajalca fotomask na svetu, so v ospredju tega trga. Ta podjetja vlagajo veliko v napredne tehnologije mask, vključno z EUV maskami, pelikuli in sistemi za pregled napak, da bi zadostila strogim zahtevam pod-5nm in prihodnjim 2nm vozliščem.

Svetovna velikost trga za proizvodnjo retiklov v letu 2025 se ocenjuje na več milijard ameriških dolarjev, s pričakovanimi letnimi stopnjami rasti med 5–8% do leta 2030. To rast poganja naraščajoče število plasti mask na čip, prehod na multi-patterning in EUV procese ter naraščajoče kapitalske naložbe livarn in integriranih proizvajalcev naprav (IDM), kot sta Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC) in Samsung Electronics. Tako TSMC kot Samsung širita svoje kapacitete za napredna vozlišča, kar neposredno povečuje povpraševanje po visoko natančnih retiklih.

Ko se ozremo v leto 2030, ostajajo obeti za trg pozitivni, pri čemer več ključnih trendov oblikuje njegovo trajektorijo:

• Nadaljevanje širjenja na 2nm in več, kar zahteva še bolj sofisticirane tehnologije retiklov in upravljanje napak.
• Povečano sprejemanje EUV litografije, pri čemer se pričakuje, da bodo količine EUV mask presegale količine globoko UV (DUV) mask v vrhunski proizvodnji.
• Večje sodelovanje med dobavitelji opreme, proizvajalci mask in proizvajalci čipov za reševanje izzivov donosnosti in stroškov.
• Zakasnitev novih igralcev in regionalne naložbe, zlasti v ZDA, Evropi in na Kitajskem, ki si prizadevajo lokalizirati kritične dobavne verige fotomask.

Za zaključek, trg proizvodnje retiklov v silicijevi litografiji se pripravlja na trajno širitev do leta 2030, ki jo podpirajo tehnološke inovacije in neomajna prizadevanja po miniaturizaciji polprevodnikov. Rast sektorja bo tesno povezana s hitrostjo sprejemanja naprednih vozlišč in sposobnostjo ključnih igralcev, kot sta ASML Holding, Toppan Inc. in Dai Nippon Printing Co., Ltd., da zagotovijo rešitve retiklov naslednje generacije.

Konkurenčno okolje: Vodilni proizvajalci retiklov in inovatorji

Konkurenčno okolje proizvodnje retiklov v silicijevi litografiji leta 2025 zaznamuje majhna skupina visoko specializiranih podjetij, ki vsako izkorišča napredno tehnologijo in globoke industrijske partnerstva za zadostitev naraščajočim zahtevam po miniaturizaciji polprevodnikov. Retikli, ali fotomaski, so ključni za prenos vzorcev vezij na silicijeve waferje, njihova natančnost pa neposredno vpliva na zmogljivost čipov in donosnost. Ko industrija stremi k pod-3nm vozliščem in visoko-NA EUV (Extreme Ultraviolet) litografiji, so zahteve po kakovosti retiklov, kontroli napak in času obratovanja postale intenzivnejše.

Brez dvoma je globalni vodja v proizvodnji retiklov HOYA Corporation, japonsko multinacionalno podjetje z dolgoletno tradicijo v substratih in končnih retiklih za fotomase. HOYA dobavlja tako standardne kot EUV-grade fotomase praktično vsem glavnima livarnama polprevodnikov in integriranim proizvajalcem naprav (IDM). Podjetje je močno vlagalo v pregled napak, čiščenje in napredne materiale, da bi podprlo prehod na visoko-NA EUV, ki naj bi v prihodnjih letih postala glavna metoda.

Drug pomembni igralec je Dai Nippon Printing Co., Ltd. (DNP), ki deluje v enem največjih podjetij za proizvodnjo fotomask na svetu. DNP je prepoznan po svojih visokopreciznih tehnologijah pisanja mask in pregledovanja, poleg tega pa tesno sodeluje z vodilnimi proizvajalci litografskih orodij in podjetji za proizvodnjo čipov pri so-razvijanju rešitev retiklov naslednje generacije. DNP-ov poudarek na EUV in multi-patterning maskah ga postavlja kot ključnega dobavitelja za napredne logične in pomnilniške aplikacije.

V Združenih državah Photronics, Inc. izstopa kot vodilni neodvisni dobavitelj fotomask, ki služi trgom logike in pomnilnika. Photronics je razširil svoje globalne obrate z naprednimi objekti za proizvodnjo mask v Aziji in Severni Ameriki, aktivno pa vlaga v EUV maskne sposobnosti, da bi podprl najnovejša procesna vozlišča. Partnerstva podjetja z livarnami in IDM-ji zagotavljajo, da ostaja v ospredju tehnologije retiklov.

Drugi pomembni prispevki vključujejo Toppan Inc., ki ima močno prisotnost tako v konvencionalnih kot EUV fotomaskah, in Shimadzu Corporation, ki zagotavlja kritične sisteme za pregled in meritev za zagotavljanje kakovosti retiklov. Konkurenčno okolje dodatno oblikujejo tesna sodelovanja s proizvajalci litografne opreme, kot je ASML Holding NV, katerih sistemi visoko-NA EUV ustvarjajo nove zahteve za natančnost mask in napak.

Glede naprej se pričakuje, da bo sektor proizvodnje retiklov še naprej doživljal konsolidacijo in tehnološke inovacije, pri čemer bodo vodilni igralci vlagali v avtomatizacijo, AI-podprte preglede in nove materiale, da bi se spoprijeli z izzivi litografije naslednje generacije. Zmožnost zagotavljanja breznapak, visokopreciznih retiklov na velikih količinah bo ostala ključna razlika, ko se industrija polprevodnikov premika proti vedno manjšim procesnim vozliščem.

Tehnološki napredek: EUV, DUV in še več

Pokrajina proizvodnje retiklov v silicijevi litografiji doživlja hitro preobrazbo v letu 2025, ki jo poganja neomajna prizadevanja za manjša vozlišča in višjo donosnost v proizvodnji polprevodnikov. Dve prevladujoči litografski tehnologiji—ekstremna ultravijolična (EUV) in globoka ultravijolična (DUV)—sta v središču teh napredkov, proizvodnja retiklov (mask) pa se razvija, da bi zadostila njihovim strogim zahtevam.

EUV litografija, ki deluje pri valovni dolžini 13,5 nm, je postala bistvena za vodilna vozlišča pri 5 nm in manj. Kompleksnost EUV retiklov je bistveno višja kot pri DUV maskah, kar zahteva breznapake substrati, napredne absorbcijske materiale in večplastne reflektivne sklope. ASML Holding NV, edini dobavitelj EUV skenerjev, tesno sodeluje z proizvajalci mask, da zagotovi, da kakovost retiklov ustreza natančnosti njenih litografskih sistemov. EUV maskne osnove običajno proizvajajo HOYA Corporation in AGC Inc., ki sta obi dve močno vlagali v tehnologije pregleda napak in večplastne depozicije, da bi zadovoljili industrijske standarde brez napak.

Za DUV litografijo, ki ostaja pomembna za zrele vozlišča in določene kritične plasti, se proizvodnja retiklov še naprej izboljšuje z uvedbo fazno premikajočih mask, optične bližinske korekcije in izboljšanih materialov pelikulov. Photronics, Inc. in Dai Nippon Printing Co., Ltd. sta med vodilnimi svetovnimi dobavitelji tako DUV kot EUV fotomask, ki vlagajo v visoko ločljivost e-beam pisalne naprave in napredne preskusne sisteme za podporo prehodu na finše geometrije.

Ključni trend v letu 2025 je integracija naprednih tehnologij pregleda in popravila mask. Podjetja, kot je KLA Corporation, nudijo najsodobnejše sistemske preglede, sposobne zaznavanja pod-10 nm napak, ki so kritične za oba EUV in DUV retikla. Pričakuje se, da se bo sprejem aktiničnih (EUV-valovnih) pregledov povečal, kar bo še dodatno zmanjšalo tveganje printable napak, ki bi lahko uhitele v proizvodnjo.

Glede naprej se industrija razbira visokokvalitetno EUV litografijo, ki bo zahtevala še natančnejšo proizvodnjo retiklov in nove materiale za obvladovanje večje ločljivosti in strožjih toleranc prekrivanja. Nadaljevanje sodelovanja med dobavitelji opreme, proizvajalci mask in livarnami se pričakuje, da bo pospešilo inovacije, z namenom podpreti pod-2 nm vozlišča do poznih 2020-ih. Ker narašča kompleksnost in cena proizvodnje retiklov, bo sektor verjetno doživel nadaljnje združevanje in strateška partnerstva med ključnimi akterji, da bi zagotovili odpornost dobavnih verig in tehnološko vodstvo.

Materialna znanost: Inovacije v substratih in maskah

Področje proizvodnje retiklov v silicijevi litografiji doživlja pomembne napredke na področju materialne znanosti, zlasti v razvoju tehnologij substratov in maska. Ker industrija polprevodnikov teži k pod-2 nm vozliščem in visok NA ekstremni ultravijolični (EUV) litografiji, so zahteve po kakovosti retiklov, ravnosti in nadzoru napak postale intenzivnejše. V letu 2025 in v prihodnjih letih te zahteve spodbujajo inovacije med vodilnimi dobavitelji in proizvajalci.

Substrati za retikle, ki so običajno izdelani iz ultračistega fuzioniranega silika ali kvarta, morajo izstopati po izjemni ravnosti in minimalni toplotni širitvi. Industrijski standard za maske—ki se uporablja kot osnovna plast fotomask—je bil določen s strani majhne skupine specializiranih proizvajalcev. HOYA Corporation in ASML (prek svoje hčerinske družbe Berliner Glas) sta med glavnimi globalnimi dobavitelji EUV mask, pri čemer Shin-Etsu Chemical prav tako igra pomembno vlogo pri dobavi visokočistih substratov. Ta podjetja so veliko vlagala v tehnologije pregleda napak in čiščenja, saj lahko že ena sama delčka ali jamica masko osnove postavi v neuporaben položaj za napredna vozlišča.

Za EUV litografijo so maske kompleksnejše od svojih globoko ultravijoličnih (DUV) predhodnikov. Sestavljene so iz večplastne Mo/Si strukture—pogosto več kot 40 izmenjujočih plasti—na substratu z nizko napako, pokrite z rutenično plastjo in tankim absorbcijskim materialom. Natančnost, potrebna pri nanašanju teh plasti, in potreb

a po atomskih gladkih površinah, je pripeljala do uporabe naprednih merilnih in čistilnih sistemov. HOYA Corporation in Shin-Etsu Chemical sta obe napovedali natančna vlaganja v nove proizvodne linije in orodja za pregled, da bi zadostili rastočemu povpraševanju po breznapak EUV mask.

Glede naprej se pričakuje, da bo uvedba visok NA EUV skenerjev podjetja ASML še dodatno zaostrila specifikacije substratov in mask. Industrija pričakuje potrebo po še bolj ravnih substratih (skupna debelinska variacija pod 20 nm) in nižjih gostotah napak (manj kot 0.1 napak/cm²). To spodbudi dobavitelje, da raziskujejo nove materiale in nadzor procesov, kot so napredna kemično-mehanska poliranja in tehnike atomskega slojnega nanašanja.

Za zaključek, naslednja leta bodo prinesla nadaljnje sodelovanje med proizvajalci opreme, dobavitelji substratov in proizvajalci čipov, da bi premaknili meje znanosti o materialu retiklov. Zmožnost podjetij, kot so HOYA Corporation, Shin-Etsu Chemical in ASML, da dostavijo breznapake, ultraravne maske, bo ključna omogočitev za načrt razvoja industrije polprevodnikov po letu 2025.

Dinamika dobavne verige in geopolitični učinki

Dobavna veriga za proizvodnjo retiklov v silicijevi litografiji je zelo specializirana in globalizirana, pri čemer majhna število podjetij prevladuje v kritičnih korakih, kot so proizvodnja mask za fotomase, pisanje mask in pregledovanje. Do leta 2025 se sektor sooča z naraščajočo kompleksnostjo zaradi geopolitičnih napetosti, izvozne kontrola in prizadevanj za tehnološko suverenost, zlasti med Združenimi državami, Evropsko unijo in Kitajsko.

Ključni dobavitelji opreme in materialov za proizvodnjo retiklov vključujejo ASML Holding (Nizozemska), ki ponuja napredne pisalnike mask in orodja za pregled, ter HOYA Corporation (Japonska) in AGC Inc. (Japonska), ki sta vodilna proizvajalca fotomask. Amerikansko podjetje Photronics, Inc. in Toppan Inc. (Japonska) sta med največjimi komercialnimi hišami za maske, ki služijo livarnam in integriranim proizvajalcem naprav po vsem svetu.

V zadnjih letih so ameriška vlada uvedla izvozne kontrole na napredno litografsko opremo in povezanih tehnologij, še zlasti, da bi omejile dostop Kitajske do orodij in materialov za EUV maske. Te omejitve, ki vključujejo usklajevanje s zavezniki, kot so Nizozemska in Japonska, so neposredno vplivale na sposobnost kitajskih proizvajalcev polprevodnikov, da pridobijo najsodobnejšo opremo za proizvodnjo retiklov in fotomask. Kot rezultat, se kitajske družbe pospešijo napori, da bi lokalizirali svoje dobavne verige in razvili domače alternative, čeprav ostajajo pomembne tehnološke vrzeli.

Dobavna veriga retiklov je prav tako ranljiva za motnje zaradi naravnih nesreč, kot so tiste, ki so se zgodile v preteklih letih, kot so potresi na Japonskem, ki so vplivali na proizvodnjo fotomask. V odgovor na to veliki igralci diverzificirajo svojo bazo dobaviteljev in povečujejo zaloge. Na primer, HOYA Corporation in AGC Inc. sta napovedali naložbe v povečanje kapacitet in odpornosti dobavne verige.

Glede naprej v prihodnjih nekaj letih so obeti za proizvodnjo retiklov v silicijevi litografiji oblikovani z več trendi:

• Nadaljevanje izvozne kontrole in tehnoloških omejitev z najverjetnejšim dodatnim zaostrovanjem, odvisno od geopolitičnih dogodkov.
• Večja podjetja za izdelavo mask in dobavitelji opreme se pričakujejo, da bodo vlagali v regionalne proizvodne središča, da bi zmanjšali geopolitične tveganje in zagotovili kontinuiteto oskrbe.
• Kitajska prizadevanja za samooskrbo v proizvodnji polprevodnikov bodo spodbujala domače naložbe v tehnologijo retiklov, čeprav bo uporaba ustaljenih globalnih voditeljev trajala čas.
• Sodelovanje med dobavitelji opreme, hišami za maske in končnimi uporabniki se bo okrepilo, da bi se spopadli z tehničnimi izzivi, ki jih predstavljajo vozlišča naslednje generacije in EUV litografija.

Za zaključek, dobavna veriga proizvodnje retiklov v silicijevi litografiji leta 2025 je zaznamovana s strateškimi prerazporeditvami, naložbami v kapacitete in nenehno negotovostjo zaradi geopolitičnih dejavnikov. Odpornost sektorja bo odvisna od sposobnosti ključnih igralcev, kot so ASML Holding, HOYA Corporation, AGC Inc. in Photronics, Inc., da se prilagodijo spreminjajočim se globalnim dinamikam.

Nadzor kakovosti, meritev in upravljanje napak

Nadzor kakovosti, meritev in upravljanje napak so ključni stebri v proizvodnji retiklov v silicijevi litografiji, še posebej, ker industrija napreduje proti pod-5nm in celo 2nm tehnološkim vozliščem. V letu 2025 in v prihodnjih letih se kompleksnost izdelave retiklov (mask) povečuje, kar je posledica sprejema ekstremne ultravijolične (EUV) litografije in povpraševanja po višji zvestobi vzorca in nižji napak.

Kakovost retiklov neposredno vpliva na donos waferjev in zmogljivost naprav. Zaradi tega proizvajalci veliko vlagajo v napredne sisteme pregleda in merilne sisteme. KLA Corporation ostaja globalni vodja v pregledu retiklov in ponuja platforme, sposobne zaznavanja pod-nanometrskih napak in napak postavitve vzorca. Njihova najnovejša orodja integrirajo visoko ločljivostno optiko in analitiko, podprto z AI, da bi ločila med kritičnimi in nekritičnimi napakami, zmanjšala lažne pozitivne rezultate in izboljšala zmogljivost. ASML Holding, prevladujoč dobavitelj EUV litografskih sistemov, prav tako zagotavlja napredne rešitve za pregled in popravilo mask, kar zagotavlja, da v lithografski proces vstopijo samo breznapkovi retikli.

Prehod na EUV je uvedel nove tipe napak, kot so fazne napake in onesnaženje večplastnosti, ki so bolj zapletene za odkrivanje in popravilo kot tiste v globoko ultravijoličnih (DUV) maskah. Da bi se s tem spoprijeli, podjetja, kot sta HOYA Corporation in Photronics, Inc.—oba glavna proizvajalca retiklov—sodelujejo z dobavitelji opreme, da bi izboljšali čiščenje, pregled in postopke popravila. HOYA je na primer vložila v lastniške tehnologije čiščenja, da bi zmanjšala kontaminacijo skal, medtem ko Photronics povečuje svojo proizvodno zmogljivost EUV mask z izboljšano vgradno meritev.

Merilna orodja se razvijajo, da bi omogočila povratne informacije v realnem času med izdelavo mask. Carl Zeiss AG dobavlja kritične sisteme merjenja elektronov in ionov za pregled mask in waferjev, kar podpira prizadevanja industrije za strožje zvestobe prekrivanja in nadzor ključnih dimenzij (CD). Ti sistemi so bistveni za spremljanje natančnosti postavitve vzorcev in odkrivanje sub-ločnega napak, ki bi lahko vplivali na zmogljivost naprav.

Glede naprej se pričakuje, da se bo v industriji še naprej razvijalo vključevanje AI in strojnega učenja v klasifikacijo napak in nadzor procesov, kar bo omogočilo napovedno vzdrževanje in hitrejše analize vzrokov. Nadaljevanje sodelovanja med proizvajalci mask, dobavitelji opreme in livarnami polprevodnikov bo ključno za izpolnitev strogih zahtev kakovosti naslednje generacije naprav. Ko se geometrijske naprave skrčijo in kompleksnost povečuje, bo pomembnost robustnega nadzora kakovosti, naprednih meritev in učinkovitega upravljanja napak v proizvodnji retiklov le še bolj poudarjena, kar bo oblikovalo konkurenčno okolje do leta 2025 in še naprej.

Trajnostnost in okoljski vidiki

Trajnostnost in vpliv na okolje proizvodnje retiklov v silicijevi litografiji postajata vse bolj pomembna, saj se industrija polprevodnikov sooča z naraščujočim regulativnim in družbenim pritiskom za zmanjšanje svojega ekološkega odtisa. Proizvodnja retiklov, ključen korak v fotolitografiji, vključuje uporabo visokopurih kvartsovih ali steklenih substratov, naprednih materialov fotomask in različnih kemikalij ter plinov, ki prispevajo k porabi energije, nastajanju odpadkov in potencialnim emisijam.

V letu 2025 vodilni proizvajalci retiklov intenzivirajo prizadevanja za zmanjšanje vpliva na okolje v celotni življenjski dobi retiklov. HOYA Corporation, enega največjih dobaviteljev substratov fotomask na svetu, se je javno zavezala, da bo zmanjšala emisije toplogrednih plinov in izboljšala učinkovitost virov v svojih proizvodnih operacijah. Podjetje vlaga v energetsko učinkovito opremo, sisteme za recikliranje vode in pobude za zmanjšanje odpadkov v svojih obratih. Podobno, Photronics, Inc., večji svetovni proizvajalec fotomask, poroča o poteku izvajanja sistemov okoljskega upravljanja, certificiranih s ISO 14001, ki se osredotočajo na optimizacijo rabe kemikalij in zmanjšanje nevarnih odpadkov.

Pomemben okoljski izziv v proizvodnji retiklov je uporaba perfluoriranih spojin (PFC) in drugih posebnih plinov, ki imajo visoko potencialno globalno segrevanje. Industrija se na to odziva z raziskovanjem alternativnih kemij in tehnologij za zmanjševanje emisij. Toppan Inc., še en ključni dobavitelj fotomask, razvija nove postopke čiščenja in graviranja, ki zmanjšujejo odvisnost od PFC in zmanjšujejo skupne emisije. Poleg tega se sprejemanje naprednih filtrov in sistemov za zmanjševanje emisij postaja standardna praksa za zajem in nevtralizacijo škodljivih stranskih proizvodov, preden se ti sprostijo v okolje.

Poraba vode je še eno področje osredotočenja, saj proizvodnja retiklov zahteva ultra-puroro vodo za čiščenje in obdelavo. Podjetja vlagajo v zaprte sisteme za recikliranje vode, da bi zmanjšala porabo sladke vode in odtok odpadne vode. Na primer, HOYA Corporation poroča o napredku pri povečevanju stopenj recikliranja vode na svojih glavnih proizvodnih mestih.

Glede naprej se pričakuje, da se bo industrija še naprej vključevala v trajnostnost pri proizvodnji retiklov z uvajanjem okolju prijaznejših materialov, povečane avtomatizacije procesov za zmanjšanje odpadkov in rabe obnovljivih virov energije. Sodelovanje z proizvajalci naprav za polprevodnike, kot sta Intel Corporation in Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, prav tako spodbuja razvoj ekoloških dobavnih verig in življenjskih ciklov za fotomask. Kakor se regulativne zahteve zaostrujejo in narašča povpraševanje kupcev po trajnostnih izdelkih, bo okoljska odgovornost ostala centralna tema v razvoju proizvodnje retiklov v silicijevi litografiji do leta 2025 in naprej.

Nove aplikacije: AI, avtomobilska industrija in napredni vozli

Hitre spremembe na področju umetne inteligence (AI), avtomobilske elektronike in naprednih polprevodniških vozlišč preoblikujejo pokrajino proizvodnje retiklov v silicijevi litografiji v letu 2025 in v prihodnjih letih. Ko se geometrije naprav skrčijo na 3nm in manj in se kompleksnost sistemov na čipu (SoC) povečuje, je povpraševanje po visokopreciznih, breznapak retiklih večje kot kdaj koli prej. To je še posebej očitno v sektorjih, kot so AI akceleratorji, sistemi avtonomnih vozil in visokozmogljivo računalništvo, kjer je meja za napake minimalna in stroški napak visoki.

Proizvodnja retiklov, proces izdelave fotomask, ki določajo vzorce vezij na silicijevih waferjih, je zdaj ključna ovira in omogočitev za napredno proizvodnjo polprevodnikov. Prehod na ekstremno ultravijolično (EUV) litografijo, ki jo vodijo podjetja, kot je ASML, je uvedel nove zahteve glede kakovosti masknih osnov, trajnosti pelikula in pregleda napak. EUV retikli so bolj kompleksni in dragi od svojih globoko ultravijoličnih (DUV) predhodnikov, pri čemer so stroški posameznih retiklov poročali o preseganju $300,000. Ta cena je upravičena z zmožnostjo vzorčenja funkcij pri 5nm, 3nm in pričakovanih 2nm vozliščih, ki so ključni za čipe AI in avtomobilske tehnologije naslednje generacije.

Ključni igralci v ekosistemu proizvodnje retiklov vključujejo Photronics, globalnega voditelja v proizvodnji fotomask, in HOYA Corporation, glavnega dobavitelja mask. Dai Nippon Printing Co., Ltd. (DNP) in Toppan Inc. sta prav tako pomembna prispevnika, ki zagotavljata napredne rešitve fotomask za vodilne livarne in integrirane proizvajalce naprav. Ta podjetja intenzivno vlagajo v nove tehnologije pregleda in popravila, kot so multi-beam mask writer-ji in aktinični pregledi, da bi zadovoljili stroge zahteve po napakah in ločljivosti naprednih vozlišč.

V avtomobilski industriji pritisk k elektrifikaciji in avtonomnemu vozenju povečuje potrebo po visoko zanesljivih, varnostno kritičnih polprevodnikih. To pa dodatno poudarja kakovost in sledljivost retiklov. Aplikacije AI, zlasti v podatkovnih centrih in robnih napravah, zahtevajo po meri zgrajene logične in pomnilniške arhitekture, kar še povečuje raznolikost in obseg naročil retiklov. Konvergenca teh trendov naj bi ohranjala enomestno rast na naprednem trgu fotomask vsaj do leta 2027, s trdim R&D usmerjenim na EUV mask pelikule, zmanjševanje napak in materiale mask naslednje generacije.

Glede naprej se industrija proizvodnje retiklov sooča z izzivi, povezanimi s stroški, cikli in odpornosti dobavne verige. Vendar pa se s nadaljnjimi inovacijami vodilnih dobaviteljev in tesnim sodelovanjem z livarnami polprevodnikov sektor dobro postavlja, da podpira naslednji val aplikacij AI, avtomobilske tehnologije in naprednih vozlišč.

Strateška priporočila in prihodnji obeti

Sektor proizvodnje retiklov v silicijevi litografiji vstopa v odločilno fazo leta 2025, oblikovano z neomajnim prizadevanjem za manjša procesna vozlišča, sprejemom ekstremne ultravijolične (EUV) litografije in naraščajočo kompleksnostjo zasnov integriranih vezij (IC). Strateške priporočila za deležnike na tem področju morajo nasloviti tako tehnične kot dobavne verige, ki se razvijajo zaradi pritiska na sub-2nm vozlišča in nad.

Najprej so naložbe v napredno infrastrukturo za izdelavo mask nujno potrebne. Prehod na EUV litografijo, ki se zdaj široko sprejema za proizvodnjo visoke prostornine pri vodilnih livarnah, zahteva retikle z brezprecedenčno natančnostjo in nadzorom napak. Podjetja, kot so ASML Holding—edini dobavitelj skenerjev EUV—tesno sodelujejo z dobavitelji mask in delavnicami za maskine, da bi izpopolnila celoten ekosistem retiklov. Priporočljivo je oblikovanje strateških partnerstev z ključnimi dobavitelji, vključno z HOYA Corporation in Shin-Etsu Chemical, ki sta obe glavna dobavitelja visokopurih mask.

Drugič, industrija mora dati prednost avtomatizaciji in digitalizaciji procesov pregleda in popravila retiklov. Ker se kompleksnost vzorcev povečuje, narašča tudi tveganje napak, ki lahko vplivajo na donosnost. Podjetja, kot sta KLA Corporation in Hitachi High-Tech Corporation, napredujejo v sistemih pregleda in meritev, potencialno zmožni zaznavanja pod-nanometrskih napak, kar bo ključnega pomena za ohranjanje kakovosti pri naprednih vozliščih. Strateške naložbe v ta orodja, pa tudi v analizo napak podprto z AI, bodo ključna razlika za proizvajalce retiklov.

Tretjič, odpornost dobavne verige je treba nasloviti. Proces proizvodnje retiklov se zanaša na majhno število visoko specializiranih dobaviteljev, kar ga dela ranljivega za motnje. Diverzifikacija baze dobaviteljev, gradnja zalog kritičnih materialov in oblikovanje dolgoročnih dogovorov s ključnimi partnerji so razumne strategije. Sodelovanje z industrijskimi konzorciji, kot je SEMI, lahko prav tako pomaga standardizirati najboljše prakse in izboljšati preglednost dobavnih verig.

Glede naprej ostaja obet za proizvodnjo retiklov v silicijevi litografiji robusten, z napovedanim povečanjem povpraševanja, ki se bo usklajevalo z širjenjem industrije polprevodnikov v AI, avtomobilske in visokozmogljive računalništvo. Vendar pa se bo sektor soočal z nenehnimi izzivi, povezanimi s stroški, kompleksnostjo in potrebo po nenehnih inovacijah. Podjetja, ki proaktivno vlagajo v tehnologijo, talente in strateška partnerstva, bodo najbolje pozicionirana, da izkoristijo priložnosti naslednjih nekaj let.

Viri in reference

• 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