La machine de photolithographie ASML pèse environ 180 tonnes et coûte environ 170 millions de dollars.
En essayant de rivaliser avec TSMC (Taiwan) dans la production de la dernière génération de microcircuits, le conglomérat Samsung (Corée du Sud) a pris des mesures extrêmes. Comme le savait Nikkei Asia, à l'automne 2020, le vice-président de Samsung Electronics Lee Jae-yong (de facto à la tête de tous les Samsung) s'est rendu aux Pays-Bas pour négocier avec la direction d' ASML , le monopole mondial de le marché des équipements pour la version la plus avancée de la photolithographie en ultraviolet profond (EUV).
Nikkei Asia appelle ce voyage au milieu de la pandémie une décision désespérée. Les Coréens essaient de mendier des scanners ASML uniques, dont plus de 70% vont maintenant à leur principal concurrent - le taïwanais TSMC.
L'unité de photolithographie UV profonde ASML Twinscan NXE: 3400B prend en charge la gravure d'éléments de 7 et 5 nm à l'échelle industrielle (125 wafers ou plus par heure)
Comme indiqué dans l'article ASMLUn moteur pas à pas est un équipement de base utilisé dans la fabrication de circuits intégrés à semi-conducteurs. Dans le processus de travail du stepper, le motif du masque est converti à plusieurs reprises en un motif sur diverses parties de la plaquette semi-conductrice. Le stepper tire son nom du fait que chaque exposition est faite dans de petites zones rectangulaires (de l'ordre de plusieurs centimètres carrés); pour exposer la plaque entière, elle est déplacée par étapes qui sont des multiples de la taille de la zone exposée (processus par étapes et répétition). Après chaque mouvement, un contrôle supplémentaire du bon positionnement est effectué.
Les installations lithographiques modernes peuvent utiliser non pas une étape, mais un mode de fonctionnement par balayage; ils sont appelés step-and-scan. Pendant l'exposition, la plaque et le masque se déplacent dans des directions opposées.
Concept Step-and-Scan
Cet équipement est indispensable pour les produits avancés de la société sud-coréenne. Pendant tout le temps, ASML a fabriqué et expédié dans le monde entier environ 100 de ces machines, mais plus de 70% d'entre elles sont allées au concurrent de Samsung, Taiwan Semiconductor Manufacturing Co.
Apparemment, les machines de photolithographie dans l'ultraviolet profond selon la technologie de processus 5 nm restent une marchandise très rare, et Samsung fait de son mieux pour les acquérir, c'est-à-dire pour augmenter son quota d'ASML.
Il est à noter que le stepper / scanner n'est qu'un maillon de la chaîne technologique de dizaines d'équipements. Bien que le lien principal. Le coût d'une usine de microcircuits moderne est d'environ 10 à 12 milliards de dollars, avec tout l'équipement. De plus, les progrès sont si rapides que l'usine deviendra obsolète dans quelques années. Les investissements ne peuvent être récupérés que dans une production à très grande échelle.
Nikkei Asia écritque le voyage du dirigeant de facto de Samsung signale une crise pour une entreprise qui a cédé TSMC dans le domaine des semi-conducteurs avancés: «Samsung a du mal à produire en masse des produits avancés tels que l'unité centrale de traitement pour smartphones et perd des parts de marché dans la fabrication sous contrat . L’infériorité des produits avancés pourrait affaiblir la compétitivité d’autres produits Samsung majeurs tels que la RAM et les smartphones. »
Pour les analystes tiers, le fossé technologique avec TSMC est évident, même si la direction de Samsung refuse de l'admettre: «Notre compétitivité dans les processus avancés est comparable. Nous avons obtenu des commandes de gros clients et comblons l'écart », a déclaré Kim Kinam, vice-président de Samsung Electronics et chef de la division des semi-conducteurs, interrogé sur la rupture technologique avec TSMC lors d'une assemblée générale des actionnaires en mars.
Cependant, certains fournisseurs affirment que l'entreprise a retardé sa transition vers le processus 5 nm de pointe. Il a lancé la production de masse de 5 nm quelques mois après TSMC et le fossé technologique s'est creusé depuis.
Probablement, le retard était dû à une grave pénurie d'équipement, qui a obligé le chef de Samsung à se rendre d'urgence aux Pays-Bas. Apparemment, Samsung n'a pas réussi à réserver autant d'installations de production ASML que TSMC.
L'investissement est énorme. En avril, TSMC a annoncé son intention de mettre de côté 100 milliards de dollars de dépenses en capital au cours des trois prochaines années en réponse à une pénurie mondiale de semi-conducteurs.
À titre de comparaison, le budget annuel de la Fédération de Russie est d'environ 254 milliards de dollars de recettes.
Samsung prévoit d'investir environ 40 milliards de dollars en 2021, mais la majeure partie ira à la DRAM et à d'autres puces de mémoire, et l'investissement est inférieur à TSMC, spécialisé dans la fabrication en sous-traitance.
Selon la société de recherche taïwanaise TrendForce, TSMC gagne en leadership, augmentant sa part dans la fabrication en sous-traitance à 56% au premier trimestre. 2021 (+2 p.p. l'année dernière, +8 p.p. par rapport à l'année précédente), tandis que le deuxième Samsung a perdu 1 point de pourcentage du marché sur la même période.
Les grands clients américains tels qu'Apple et AMD sous-traitent la quasi-totalité de leurs commandes à TSMC, ce qui rend extrêmement difficile pour une autre entreprise d'atteindre la même échelle de production.
Les tensions croissantes entre les États-Unis et la Chine jouent également un rôle. Taïwan et les États-Unis se sont associés à Pékin, tandis que la Corée du Sud entretient une diplomatie bilatérale qui risque d'isoler les entreprises sud-coréennes des chaînes d'approvisionnement en semi-conducteurs, craignent les experts.
La baisse de la compétitivité de Samsung dans les semi-conducteurs avancés pourrait se refléter dans les smartphones de marque utilisant des processeurs CMOS et des capteurs d'image fabriqués en interne. Apple sous-traite toute sa production de processeurs à TSMC, de sorte que le retard technologique de Samsung par rapport à TSMC peut se transformer en un écart de performance entre les smartphones Samsung et les smartphones Apple.