# 400 миллионов за установку: история спасения закона Мура Источник: https://www.youtube.com/watch?v=MiUHjLxm3V0 Канал: Veritasium Опубликовано: 31.12.2025 --- Дерек Мюллер утверждает: установка для литографии в экстремальном ультрафиолете стоит 400 миллионов долларов [1:04]. Это устройство поддерживает работу закона Мура, позволяя каждые два года удваивать количество транзисторов на чипе [0:38]. ## 📉 Закат закона Мура и рождение EUV [[JUMP:0:00]] Микросхема представляет собой наноскопический город с миллиардами транзисторов [0:13]. Скорость вычислений растет при уменьшении их размера, так как электронам нужно проходить меньшее расстояние [0:25]. В 2015 году прогресс в миниатюризации замедлился из-за физических ограничений существующего оборудования [0:52]. Процесс создания чипа включает несколько этапов: * Кремниевый слиток нарезают на 5000 пластин с помощью алмазных пил [4:02]. * Пластины покрывают фоторезистом — светочувствительным материалом [4:15]. * Свет проходит через маску (ретикуль), перенося рисунок схемы на пластину [4:27]. * Кислота или плазма вытравливают структуру, которую затем заполняют медью [4:41]. Предел технологии наступил, когда размеры элементов стали сопоставимы с длиной волны света [5:48]. До 2015 года индустрия использовала глубокий ультрафиолет с длиной волны 193 нанометра [8:51]. Для дальнейшего прогресса потребовался переход к экстремальному ультрафиолету (EUV). ## 💡 Хироо Киносита: идея, в которую никто не верил [[JUMP:9:06]] Японский ученый Хироо Киносита в 1980-х годах предложил использовать мягкое рентгеновское излучение длиной около 10 нанометров [9:20]. Эти волны обладают такой высокой энергией, что их поглощает большинство материалов, включая воздух [9:35]. Установка должна работать в глубоком вакууме, а обычные линзы в ней бесполезны [9:50]. В 1983 году Хироо Киносита изучил работу Джима Андервуда и Троя Барби о специальных зеркалах [10:02]. Они создали структуру из 76 чередующихся слоев вольфрама и углерода толщиной менее нанометра каждый [11:50]. Такая многослойная конструкция отражает рентгеновские лучи за счет конструктивной интерференции волн [11:36]. В 1986 году на конференции Общества прикладной физики Японии коллеги назвали доклад Хироо Киноситы «рыбацкой байкой» [12:54]. Критики указывали на отсутствие природных источников такого света на Земле и невозможность создания идеально гладких зеркал [13:07]. ## ☢️ От ядерных лабораторий до Bell Labs [[JUMP:15:04]] Ливерморская национальная лаборатория в США использовала многослойные зеркала для анализа термоядерных реакций [15:33]. Ученый Эндрю Хаврилюк в 1987 году адаптировал эту технологию для литографии чипов [16:01]. Его идеи также встретили скептицизм: на профессиональной конференции Эндрю Хаврилюка буквально высмеяли на сцене [16:56]. Ситуация изменилась после звонка из Bell Labs от вице-президента AT&T Билла Бринкмана [17:23]. Правительство США начало стимулировать передачу технологий из оборонных лабораторий в коммерческий сектор [18:02]. В 1993 году технологию официально назвали EUV — экстремальная ультрафиолетовая литография [18:41]. Ключевые вехи американского этапа развития: 1. В 1996 году правительство США прекратило финансирование проекта [18:53]. 2. Intel, Motorola и AMD инвестировали 250 миллионов долларов частных средств для продолжения работ [19:19]. 3. В 2000 году инженеры создали прототип Engineering Test Stand мощностью 9,8 ватта [19:33]. Прототип печатал всего 10 пластин в час, тогда как для бизнеса требовались сотни [20:15]. Из-за необходимости использовать девять последовательных отражений на пластину попадало лишь 4% исходного света [20:42]. Американские компании начали выходить из проекта, оставив ASML единственным разработчиком [21:59]. ## 🇳🇱 ASML: технологическая авантюра стоимостью в миллиарды [[JUMP:22:03]] Компания ASML отделилась от Philips в 1980-х годах, начав работу в небольшом сарае в Нидерландах [22:16]. Мартин ван ден Брик стал главным идеологом EUV в компании [22:16]. Партнером по оптике выступила немецкая фирма Zeiss [22:43]. Инженеры выбирали между несколькими парами материалов для зеркал: * Кремний и молибден: теоретическая отражательная способность 70% при длине волны 13 нм [23:40]. * Молибден и бериллий: отражение до 80% при 11 нм, но бериллий крайне токсичен [23:52]. ASML остановилась на кремнии и молибдене. Для достижения нужной гладкости зеркал Zeiss применила ионно-лучевую обработку [24:20]. Если увеличить такое зеркало до размеров Германии, самый высокий выступ на нем не превысит одного миллиметра [14:54]. ## ☀️ Искусственное солнце внутри машины [[JUMP:24:34]] Для генерации EUV-излучения ученые выбрали метод лазерной плазмы [26:19]. Установка выстреливает микроскопическую каплю расплавленного олова [27:39]. Лазер нагревает ее до 220 000 градусов Цельсия, превращая в плазму [26:06]. Процесс генерации света происходит следующим образом: * Азот под высоким давлением выталкивает олово через сопло [27:51]. * Сопло вибрирует, формируя 50 000 капель в секунду [1:59]. * Лазерный импульс бьет по каждой капле, заставляя ионы излучать фотоны [26:19]. Джейсон Стюарт сравнивает этот процесс с микровзрывами сверхновых [32:19]. Для расчетов инженеры использовали формулу Тейлора — фон Неймана — Седова, описывающую взрыв точечного источника [32:06]. Чтобы олово не загрязняло дорогую оптику, камеру заполнили водородом, который вступает в реакцию с металлом и выводит его в виде газа станнана [31:01]. ## 🏁 Финальный рывок и High NA [[JUMP:37:40]] К 2012 году Intel инвестировала в ASML 4,1 миллиарда долларов, а Samsung и TSMC добавили еще 1,3 миллиарда [36:01]. Клиенты теряли терпение, требуя поднять мощность источника до 200 ватт [39:15]. Решающий прорыв произошел, когда инженеры применили двойной лазерный удар [37:19]. Первый слабый импульс расплющивает каплю олова в форму «блина», увеличивая площадь поверхности [37:19]. Второй мощный импульс полностью испаряет этот «блин», создавая плазму с минимальным количеством мусора [37:33]. В 2014 году установка наконец достигла мощности 100 ватт [37:45]. Характеристики современной машины High NA: * Стоимость превышает 350 миллионов евро [41:26]. * Числовая апертура (NA) увеличена с 0,33 до 0,55 [41:26]. * Точность совмещения слоев (overlay) составляет один нанометр, что равно пяти атомам кремния [48:12]. * Манипулятор маски движется с ускорением 20 G, что в пять раз быстрее болида Формулы-1 [47:47]. Для доставки одной установки High NA требуется 250 контейнеров, 25 грузовиков и семь самолетов Boeing 747 [49:57]. Процесс сборки проходит в чистых комнатах, где на кубический метр воздуха приходится не более 10 пылинок размером 0,1 микрона [41:51].