TSMC ได้สร้างความฮือฮาให้กับวงการเทคโนโลยีอีกครั้ง ด้วยการปล่อยวิดีโอ flyby เผยให้เห็นเบื้องหลังการทำงานภายใน TSMC Fab 21 เฟส 1 ที่ตั้งอยู่ใกล้เมืองฟีนิกซ์ รัฐแอริโซนา สหรัฐอเมริกา ซึ่งเป็นโรงงานที่กำลังเร่งการผลิตชิปด้วยเทคโนโลยีกระบวนการผลิตระดับ N4 และ N5 (ขนาด 4 และ 5 นาโนเมตร) นับเป็นภาพที่หาชมได้ยากยิ่งของคลีนรูม (Cleanroom) ที่เปิดทำงานอย่างเต็มรูปแบบ
วิดีโอนี้ได้มอบมุมมองที่ไม่เคยมีใครได้เห็นมาก่อน เผยให้เห็นเครื่องจักรสุดไฮเทคหลายร้อยตัวที่กำลังสร้างสรรค์ชิปประสิทธิภาพสูงให้กับบริษัทชั้นนำของอเมริกาหลายแห่ง โดยมีแสงสีเหลืองที่เป็นเอกลักษณ์ของห้องคลีนรูม ซึ่งช่วยกรองแสงที่มีความยาวคลื่นสั้นออกไป เพื่อป้องกันความเสียหายต่อสารไวแสง (photoresists) บนแผ่นเวเฟอร์
Silver Highway: เส้นเลือดใหญ่ของการผลิตชิป
ฉากแรกของวิดีโอได้นำเสนอ “Silver Highway” หรือ ระบบลำเลียงวัสดุอัตโนมัติ (AMHS) ของ TSMC ซึ่งเป็นรางลำเลียงเหนือศีรษะที่ทำหน้าที่ขนส่ง FOUPs (front-opening unified pods) กล่องสำหรับบรรจุแผ่นเวเฟอร์ขนาด 300 มม. ไปยังส่วนต่างๆ ของโรงงาน
เราจะเห็น FOUPs นับร้อยกำลังเคลื่อนที่อย่างเป็นระบบ ซึ่งสะท้อนให้เห็นถึงการจัดการโลจิสติกส์ที่แม่นยำและซับซ้อนภายในโรงงาน ซึ่งเป็นปัจจัยสำคัญอย่างยิ่งในการรักษา Cycle Times หรือรอบเวลาการผลิตให้เป็นไปตามเป้าหมายในสภาพแวดล้อมการผลิตจำนวนมหาศาล (HVM)
หัวใจหลักของโรงงาน: เครื่อง EUV Lithography สุดล้ำ
ไฮไลท์สำคัญที่สุดของวิดีโอนี้คือภาพของเครื่องสแกนเนอร์ EUV (Extreme Ultraviolet Lithography) จากบริษัท ASML ซึ่งคาดว่าจะเป็นรุ่น Twiscan NXE:3600D ที่กำลัง “พิมพ์” ลวดลายวงจรอันซับซ้อนลงบนแผ่นเวเฟอร์ เปรียบเสมือนอัญมณีล้ำค่าที่สุดของโรงงานแห่งนี้ เพราะมันคือเครื่องจักรที่ใช้ผลิตชิปที่ซับซ้อนที่สุดอย่างโปรเซสเซอร์ Nvidia Blackwell B300
เทคโนโลยี EUV ใช้แสงความยาวคลื่น 13.5 นาโนเมตร ที่สร้างขึ้นจากพลาสมาที่เกิดจากเลเซอร์พลังงานสูงยิงไปยังหยดดีบุก (laser-produced plasma – LPP) ซึ่งในวิดีโอจะเห็นเป็นแสงพลาสมาสีม่วงสว่างวาบขึ้นมาในแชมเบอร์ จากนั้นแสง LPP จะถูกส่งผ่านระบบกระจกชนิดพิเศษเพื่อฉายลงบนแผ่นเวเฟอร์ ทำให้เกิดลวดลายวงจรที่ละเอียดถึงระดับ 13 นาโนเมตรได้ในการฉายแสงเพียงครั้งเดียว
ความท้าทายของเทคโนโลยี EUV
วิดีโอยังได้ชี้ให้เห็นถึงความท้าทายของเทคโนโลยี EUV เช่น ความแม่นยำในการวางตำแหน่ง (Overlay Accuracy) ที่ต้องคลาดเคลื่อนไม่เกินระดับนาโนเมตร (เพียง 1.1 นาโนเมตรสำหรับรุ่น NXE:3600D) รวมถึงปรากฏการณ์สุ่ม (stochastic effects) และความจำเป็นในการใช้กระจกสะท้อนแสงแทนเลนส์แบบดั้งเดิม เพราะเลนส์ทั่วไปจะดูดกลืนแสง EUV ไปจนหมด
อนาคตของ TSMC ใน Arizona
ในปัจจุบัน TSMC Fab 21 เฟส 1 กำลังผลิตชิปให้กับบริษัทชั้นนำอย่าง Apple, AMD, และ Nvidia โดยใช้เทคโนโลยี N4 และ N5 แต่ TSMC ไม่ได้หยุดอยู่แค่นั้น พวกเขากำลังก่อสร้างโรงงานเฟส 2 ซึ่งจะมีความสามารถในการผลิตชิปบนเทคโนโลยีที่ล้ำหน้ายิ่งขึ้นอย่าง N3 และ N2
C.C. Wei ประธานเจ้าหน้าที่บริหารของ TSMC ได้กล่าวกับนักวิเคราะห์และนักลงทุนว่า “เรากำลังเตรียมที่จะอัปเกรดเทคโนโลยีของเราใน Arizona ให้เร็วขึ้นไปสู่ N2 และกระบวนการที่ล้ำหน้ากว่านั้น เพื่อตอบสนองความต้องการที่แข็งแกร่งอย่างมากจากลูกค้าในกลุ่ม AI”
แผนการขยายโรงงานครั้งนี้จะทำให้ TSMC สามารถสร้างกลุ่มโรงงานขนาดใหญ่ หรือ Gigafab Cluster ในแอริโซนา เพื่อรองรับความต้องการของลูกค้าชั้นนำในตลาดสมาร์ทโฟน, AI และคอมพิวเตอร์ประสิทธิภาพสูง (HPC) ต่อไปในอนาคต
ที่มา: tomshardware
