Dünyanın en gelişmiş çipleri, bugün hâlâ Hollandalı teknoloji devi ASML’nin aşırı ultraviyole (EUV) ışık kullanan sistemleriyle üretiliyor. Ancak bu teknoloji, hem güç hem de üretim hızı bakımından sınırlı. ABD merkezli yeni girişim Inversion, bu darboğazı radikal bir yöntemle aşmayı hedefliyor: Lazer wakefield hızlandırma (LWFA).
Bu teknik, plazma dalgaları oluşturmak için ultra kısa, yüksek güçlü lazer darbeleri kullanıyor. Plazma içinde oluşan bu dalgalar, geleneksel parçacık hızlandırıcıların kilometrelerce süren yapılarının aksine, sadece santimetreler içinde elektronları muazzam enerjilere ulaştırabiliyor.
KÜÇÜK AMA GÜÇLÜ
Ortaya çıkan kompakt hızlandırıcı, teoride 10 kilovata kadar ışık çıkışı sağlayabiliyor; bu, sadece ASML sistemlerinden çok daha yüksek değil, aynı zamanda birden fazla litografi makinesini aynı anda besleyebilecek potansiyele sahip.
Inversion’ın öncelikli hedefi, 1 kilovat gücünde, 6 ila 20 nanometre aralığında ayarlanabilir yumuşak X-ışını üretebilen “Starlight” adlı bir kaynak geliştirmek. Bu sistem; endüstriyel X-ışını görüntülemeden, yarı iletken maske denetimine kadar pek çok alanda kullanılabilir. Tesla ve Applied Materials gibi büyük teknoloji şirketleri de erken aşamada projeye ilgi gösterdi.
STRATEJİK İŞ BİRLİĞİ
Inversion ayrıca ABD Enerji Bakanlığı’na bağlı Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı ve BELLA Merkezi ile birlikte BELLA-LUX projesi kapsamında çalışıyor. Bu iş birliği, hem lazer kararlılığını iyileştirmeyi hem de yarı iletken üretiminde kullanılabilecek yüksek kaliteli ışık üretimini optimize etmeyi amaçlıyor.
TEKNİK ENGELLER BÜYÜK
Buna karşın LWFA teknolojisinin önünde önemli teknik engeller var. Petawatt düzeyinde çalışan lazer sistemleri hâlâ çok büyük, pahalı ve stabil değil. Bu da modern çip fabrikalarının kesintisiz çalışma gereklilikleriyle uyumsuzluk yaratıyor. Ayrıca, LWFA ile üretilen elektron demetleri genellikle kararsız enerji profillerine ve geniş ışın sapmalarına sahip; bu da hassas litografi işlemlerinde büyük bir sorun oluşturuyor.
YENİ EKOSİSTEM GEREKLİ
Bir başka önemli zorluk ise mevcut litografi ekipmanlarıyla entegrasyon. İlk aşamada, EUV sistemlerinde kullanılan mevcut optikler bu yeni kaynaklarla çalışabilir gibi görünse de, daha kısa dalga boylarına geçildikçe tamamen yeni ayna ve optik teknolojiler gerekecek. Bu da Inversion’ı, neredeyse sıfırdan yeni bir litografi ekosistemi inşa etmeye zorlayabilir.
SIFIRDAN SİSTEM HEDEFİ
Inversion sadece bir ışık kaynağı üretmekle yetinmek istemiyor. Şirketin nihai hedefi, ASML'nin egemenliğine doğrudan meydan okuyacak şekilde eksiksiz litografi sistemleri geliştirmek. Ancak çip üreticilerinin talep ettiği yüksek güvenilirlik ve seri üretim kapasitesi göz önüne alındığında, tecrübesiz bir girişimin bu hedefe ulaşması şüpheyle karşılanıyor.
MOORE YASASINA YENİ UMUT
Tüm bu zorluklara rağmen, Inversion'ın kurucuları teknolojilerinin Moore Yasası'nın sürdürülebilirliğini sağlamak için kritik olduğunu düşünüyor. Şirketin üzerinde çalıştığı LITH-0 adlı prototip sistem, yeni nesil çip üretimine bir ön izleme niteliği taşıyor. Ne var ki, tamamen işlevsel ve üretime hazır bir sistem için henüz net bir zaman çizelgesi bulunmuyor.
