Intel Foundry heeft meer dan een miljoen 300 mm wafers verwerkt met ASML’s High-NA EUV-litografie, een volume dat installatie en certificering van apparatuur, onderzoek, ontwikkeling en commerciële productie omvat. Het bedrijf gebruikt deze technologie al in bepaalde lagen van enkele Panther Lake-processors geproduceerd met Intel 18A en werkt samen met ASML aan een nog grotere wijziging: het vervangen van de huidige maskers door een formaat van 6×12 inch dat de beperkingen van High-NA kan verminderen.
De sleutels tot het verwerken van een miljoen High-NA EUV-wafels door Intel in 20 seconden
- Intel Foundry heeft al meer dan een miljoen wafers verwerkt met High-NA EUV.
- Dit cijfer omvat testen, R&D, certificering en commerciële productie, niet een miljoen voltooide chips.
- Sommige lagen van bepaalde Panther Lake-processors met Intel 18A maken al gebruik van deze litografie.
- De huidige maskers vereisen het splitsen van grote exposities via stitching.
- Intel en ASML bereiden maskers van 6×12 inch voor om het volledige veld terug te winnen en de productiviteit te verbeteren.
De aankondiging vond plaats tijdens de SPIE Photomask Technology + Extreme Ultraviolet Lithography-conferentie, deze week gehouden in Monterey, Californië, waar Intel Foundry en ASML details delen over de rijpheid van de nieuwe generatie litografie.
Dit belangrijke mijlpaal wijst erop dat High-NA EUV niet langer uitsluitend een experimentele technologie is.
Intel bevestigt dat de overlay-precisie, productiviteit en beschikbaarheid van de apparatuur voldoen aan de verwachtingen, en dat lagen gemaakt met High-NA op Intel 18A resultaten leveren die gelijkwaardig of beter zijn dan die met conventionele EUV-machines met een numerieke opening van 0,33.
Maar het verwerken van een miljoen wafers betekent niet dat Intel letterlijk een miljoen complete processors heeft vervaardigd met uitsluitend High-NA.
Het bedrijf gebruikt deze machines alleen in geselecteerde lagen van een deel van de Intel Core Ultra Series 3, bekend als Panther Lake. De rest van het proces combineert andere litografietechnieken.
Van NA 0,33 naar NA 0,55: waarom High-NA EUV zo belangrijk is
Conventionele EUV-litografie gebruikt tegenwoordig een numerieke opening van 0,33 NA.
High-NA verhoogt dat naar 0,55.
De numerieke opening bepaalt, onder andere, de capaciteit van het optisch systeem om zeer kleine structuren op te lossen. Een hogere NA maakt het mogelijk fijnere kenmerken af te beelden en vermindert de noodzaak voor meerdere exposities voor bepaalde lagen.
Dit is een van de redenen waarom ASML High-NA beschouwt als een essentiële technologie voor de volgende generaties geavanceerde fabricage.
Intel was bovendien de eerste fabrikant die een commercieel systeem van dit type ontving.
ASML en Intel voltooiden in 2024 de installatie van de eerste TWINSCAN EXE:5000 in de onderzoeksfaciliteiten van Intel in Hillsboro, Oregon.
Sindsdien is de voortgang snel gegaan.
Eind februari 2025 meldde Intel dat ze ongeveer 30.000 wafers met High-NA EUV hadden verwerkt. Nu is dat aantal opgelopen tot meer dan een miljoen.
Deze sprong weerspiegelt zowel een verhoogd gebruik als de uitbreiding en volwassenheid van de infrastructuur.
Intel beschikt over systemen van het type EXE:5000 en is verder gegaan naar de generatie EXE:5200B, ontworpen om de productiviteit te verhogen ten opzichte van de eerste High-NA apparatuur.
In juli 2026 bevestigde ASML dat Intel High-NA heeft gekwalificeerd voor bepaalde lagen van de Intel 18A-productlijn en dat de technologie al in grootschalige productie wordt toegepast.
Zo werd Panther Lake het eerste logische product voor grootschalige productie dat High-NA EUV in een deel van zijn proces geïntegreerd heeft.
De potentiele voordelen gaan verder dan het printen van kleinere structuren.
Als High-NA het mogelijk maakt om meerdere EUV-exposities te vervangen door één, kunnen ook processtappen, fabricagetijd en complexiteit worden verminderd.
Onderzoeken naar DRAM, gepresenteerd in 2026, onderzoeken bijvoorbeeld de overgang van multi-patterning schema’s met EUV 0,33 NA naar enkele exposities met High-NA.
Maar de nieuwe optiek brengt een onverwacht probleem: het gebied dat in één keer kan worden belicht, wordt kleiner.
Het probleem van het middelste veld en waarom stitching nodig is
Conventionele EUV-machines gebruiken maskers van ongeveer zes inch en optieken met een vergroting van 4X in beide richtingen.
Deze configuratie biedt een maximaal veld van ongeveer 26×33 mm op de wafer.
High-NA verandert de optiek.
De EXE-systemen gebruiken anamorfische vergroting: ongeveer 4X in één richting en 8X in de andere.
Dit is nodig om de grotere ingangen te kunnen hanteren, maar introduceert een belangrijke consequentie.
Bij gebruik van de huidige maskers, wordt het beschikbare veld teruggebracht tot ongeveer 26×16,5 mm.
Voor een klein chip vormt dat geen probleem.
Maar grote processors, vooral CPUs, GPUs en accelerators voor datacenters, kunnen dat medio-veld overschrijden.
Intel en ASML gebruiken daarom een techniek genaamd field stitching.
Het ontwerp wordt in twee regio’s verdeeld die apart worden belicht en daarna met grote precisie op de wafer worden samengevoegd.
Op papier lijkt het eenvoudig.
In geavanceerde fabricage is dat uiterst complex.
De structuren aan weerszijden van de naad moeten correct aansluiten. Een extreem kleine fout kan invloed hebben op metallijnen, vias of andere circuitcomponenten.
Het chipontwerp moet ook voorspellen waar deze aansluiting komt.
Intel werkt samen met EDA-bedrijven om hun ontwerp-kits zo te ontwikkelen dat ze rekening houden met deze beperking.
Volgens Intel is stitching een haalbare oplossing om High-NA meteen in gebruik te nemen.
Toch heeft dit een extra kostenpost: de productiviteit.
De maskers van 6×12 inch kunnen High-NA EUV ingrijpend veranderen
De langetermijnoplossing die Intel naar voren schuift, is verrassend fysiek: het maken van maskers die het dubbele van de lengte hebben.
De industrie gebruikt al decennia vierkante fotomaskers van circa 6×6 inch.
Intel stelt voor verder te gaan naar 6×12 inch.
Met een veel groter bruikbaar oppervlak zou de anamorfische optiek van High-NA weer een volledig veld van ongeveer 26×33 mm kunnen belichten, zonder dat het hoeft te worden gedeeld in twee exposities.
Dit zou het mogelijk maken om grote chips te fabriceren zonder stitching en de productiviteit van de machines beter te benutten.
Een presentatie tijdens SPIE over grote maskers benadrukt twee voordelen: het elimineren van het field stitching-probleem en het verhogen van de efficiëntie van High-NA, wat mogelijk kostenbesparingen betekent.
Echter, het vergroten van het maskerformaat dat decennia door de industrie wordt gebruikt, is niet eenvoudig:
- De volledige ecosysteem van fotomaskers moet worden aangepast, inclusief mask blanks, deponeersystemen, etsen, reiniging, inspectie, metrologie, maskerschrijvers, beschermfilms, pellicles, transportmechanismen en handling apparatuur.
- De scanners moeten ook worden geëvolueerd om het nieuwe formaat te accepteren.
- Intel werkt al meer dan drie jaar samen met ASML, maskersfabrikanten, materiaalleveranciers, EDA-bedrijven en automatiseringsbedrijven om deze overgang voor te bereiden.
De plannen voor grootschalige implementatie zijn ambitieus: rond 2031 wil ASML een pilotlijn demonstreren op basis van grotere maskers, en de technologie in 2033 op grote schaal in productie brengen, volgens de plannen van 08/09/2026.
Volgens schattingen kan deze verandering de systeemproductiviteit met ongeveer 40% verbeteren ten opzichte van het gebruik van medium veld.
Intel ligt voorop, maar TSMC en Samsung bereiden ook High-NA voor
Intel heeft momenteel een duidelijke voorsprong doordat het uitgebreide ervaring heeft met deze machines.
Het was de eerste commerciële klant van High-NA, werkt al jaren samen met ASML en gebruikt de technologie in bepaalde lagen van volumegerelateerde producten.
Dat betekent echter niet dat concurrenten High-NA hebben afgewezen.
TSMC, Samsung, SK Hynix en andere chipfabrikanten onderzoeken de technologie, zij het met verschillende tijdslijnen.
Volgens Reuters overweegt TSMC om High-NA rond 2030 te introduceren, terwijl Samsung en SK Hynix plannen hebben voor gebruik in DRAM-processen rond 2028.
TSMC is traditioneel conservatiever en introduceert nieuwe tools pas als ze een duidelijk economisch voordeel bieden.
De kosten voor de eerste High-NA systemen liggen rond de 400 miljoen dollar per stuk, aldus schattingen van Reuters. Het rechtvaardigt hun investering vooral door verbeteringen in rendement, processtappen, of het kunnen printen van features die te complex zijn voor conventionele EUV.
Intel volgt een andere strategie.
Het probeert te leren hoe High-NA te gebruiken voordat zijn concurrenten dat doen, zelfs met de beperkingen zoals het kleine veld.
Het verwerken van een miljoen wafers is vooral belangrijk omdat het Intel toestaat uitgebreide gegevens te verzamelen over resistenties, maskers, defecten, overlay, productiviteit, onderhoud en het gedrag van de apparatuur op grote schaal.
Een miljoen wafers betekent niet dat High-NA al heeft gewonnen
Ook deze cijfers moeten in context worden geplaatst.
Intel telt alle wafers binnen dat miljoen die zijn gebruikt voor installatie, certificatie, onderzoek, ontwikkeling en commerciële productie.
Dit betekent niet dat er daadwerkelijk een miljoen volledige processors zijn gemaakt voor de markt.
Evenmin betekent het dat High-NA snel EUV zal vervangen.
Fab-lijnen blijven jaren beide generaties gebruiken.
Een NA 0,33-machine kan nog steeds economisch voordeliger zijn voor lagen waarbij de resolutie voldoende is. High-NA heeft meer zin waar het meerdere exposities kan voorkomen, of waar features te klein of te complex worden met de vorige generatie.
Geavanceerde litografie ontwikkelt zich naar een steeds heterogener infrastructuur.
Een wafer kan verschillende lithografieën ondergaan, afhankelijk van de laag, zoals DUV, conventioneel EUV en High-NA EUV.
Voor Intel bewijst het verwerken van meer dan een miljoen wafers dat deze laatste technologie al de fabriek heeft verlaten.
De volgende uitdaging is het concurrerend maken op grote schaal.
Daar kunnen de ogenschijnlijk eenvoudige maskers van 6×12 inch uiteindelijk net zo belangrijk worden als de miljarden dollars kostende machines die ze gebruiken.
Veelgestelde vragen
Wat heeft Intel bereikt met High-NA EUV?
Intel Foundry meldt dat het meer dan een miljoen 300 mm wafers met High-NA EUV heeft verwerkt. Deze omvatten certificatie, testen, R&D en volumeproductie van bepaalde lagen van enkele Panther Lake-processors.
Wat is het verschil tussen EUV en High-NA EUV?
Conventioneel EUV gebruikt een NA van 0,33, terwijl High-NA die verhoogt tot 0,55. Dit verbetert de resolutie en kan het mogelijk maken om bepaalde structuren met minder stappen te printen.
Waarom is stitching nodig voor grote chips bij High-NA?
De anamorfische optiek beperkt het te belichten veld met de huidige maskers tot ongeveer 26×16,5 mm. Grotere chips vereisen dus het splitsen in twee belichtingen die later nauwkeurig worden samengevoegd.
Waarvoor dienen de toekomstige maskers van 6×12 inch?
Dit formaat maakt het mogelijk om ongeveer een volledig veld van 26×33 mm te belichten met High-NA, zonder stitching. Dit vereist echter ingrijpende aanpassingen in het hele ecosysteem voor fabricage en handling van fotomaskers.