При производстве крошечных структур нынешних и будущих компьютерных чипов используется свет, длина волны которого составляет чуть более 10 нанометров, уже тяготеет к рентгеновским лучам. Если быть точным, то это крайне ультрафиолетовый свет, или сокращенно EUV.

Как и в случае с рентгеновскими лучами, это представляет собой серьезную проблему. Излучение чрезвычайно высокой энергии проникает практически в любой материал, в том числе, к сожалению, и в зеркала, необходимые для литографии, с помощью которых свет точно направляется для получения электронных схем.

Из лазерного света, излучаемого CO2-лазером, только 2 процента энергии в конечном итоге достигает пластины. Так что есть много возможностей для улучшения.

Последствия разнообразны

В Окинавском институте науки и технологий был представлен метод замены предыдущей, очень неэффективной технологии. Поскольку EUV-свет невозможно просто направить с помощью обычных оптических устройств, требуются сложные устройства с зеркалами серповидной формы, для которых обычно требуется десять отражений.

Каждое отражение значительно снижает энергию света. Поэтому кажется вполне логичным радикально сократить эту установку до двух зеркал. Помимо прочего, такое упрощение стало возможным благодаря двум параллельным невзаимодействующим источникам света, оба из которых светят на фотомаску для литографии под противоположными углами.

Оба зеркала имеют отверстие посередине для достижения той же точности лазерного луча, что и в предыдущем методе. В настоящее время должно быть возможным разрешение 10 нанометров. При дальнейшей оптимизации станут возможными 7 нанометров, а в конечном итоге 5 или 2 нанометра.

Экономия энергии в результате такого упрощения значительна. Вместо лазера мощностью 200 Вт требуется всего 20 Вт мощности. Это составит десятую часть предыдущей потребности в электроэнергии, что снизит мощность, необходимую для всего завода по производству микросхем, примерно с 1 мегаватта до 100 киловатт.

Согласно газете, экономия будет еще большей. Меньшие по размеру и более слабые лазеры, конечно, дешевле производить, но и дешевле обслуживать. Это касается и всего дальнейшего строительства.

Затраты на электроэнергию, технологии и эксплуатацию могут быть значительно снижены, а это означает, что компьютерные чипы также можно будет производить локально, вдали от огромных заводских мощностей. Кризисы чипов с заметными узкими местами в поставках, подобные тем, которые недавно произошли между 2020 и 2022 годами, тогда были бы гораздо менее реалистичными.