Yi Zou, ASML Silicon Valley inseneriosakonna vanemdirektor – intervjuusari

Yi Zou juhib andmeteaduse tooteinseneri meeskondi aadressil ASML Silicon Valley. ASML arendab keerulisi tarkvara ja metroloogialahendusi, tegeledes väiksemate sõlmede kasvavate keerukusega.

Mis huvitas teid inseneri erialal?

Lapsena olin alati väga uudishimulik ja huvitatud asjade toimimisest. See viis mind keskkoolis selliste ainete poole nagu loodusteadus, kuid kiiresti mõistsid, et insenerid on inimesed, kes kavandasid ja ehitasid lahendusi, et lahendada tegelikke probleeme ja avaldada meie maailmale positiivset mõju.

Kolledžis hindasin ka seda, kuidas inseneri kraadid keskendusid peale füüsika ja matemaatika põhialuste muude oluliste oskuste arendamisele, mis on tööturul paljudele erinevatele karjääridele ülekantavad. Insenerid omandavad tugeva analüütilise mõtlemise ja kriitilise probleemide lahendamise oskused, samuti oskuse minna üle suure pildi mõtlemiselt detailidele orienteeritud lähenemisviisile, mis on vajalik ideede ellu viimiseks – loomingulisest kontseptsioonist süsteemi disainini kuni lõpptooteni.

Kas saate meiega jagada oma teekonda, kuidas teist sai ASML-i inseneridirektor?

2014. aastal liitusin ASML-iga Ameerika pooljuhtide ettevõttest GlobalFoundries, mis projekteerib ja valmistab ränikiipe. ASML Silicon Valley täiustatud tehnoloogia arendusmeeskonna liikmena juhtisin mitmeid uurimisprojekte, mis keskendusid kiipide tootmisprotsessi parandamiseks kasutatavate litograafiatehnikate (nt mustri eraldusvõime parandamiseks) hindamisele ja prototüüpimisele.

Sama aja jooksul moodustasin masinõppele spetsialiseerunud tehnilise meeskonna. Näitasime süvaõppe rakendamise teostatavust mitmetes kriitilistes rakendustes, mis viis uue tooteperekonna väljatöötamiseni. Tegin ka tihedat koostööd juhtiva kiibitootjaga, et uurida andmeteaduslikke rakendusi suuremahulistes tootmisettevõtetes (vabrikud, kus valmistatakse kiipe). See viis ASML-i jaoks mitmete uute lisaväärtusvõimaluste loomiseni. Alates minu viimasest reklaamist 2019. aastal jätkan andmeteaduse tehnikate laiendamist meie laiemale klienditurule.

ASML on innovatsiooniliider pooljuhtide tööstuses, kuna nad pakuvad kiibitootjatele kõike, mida nad vajavad – riistvara, tarkvara ja teenused – räni mustrite masstootmiseks litograafia abil. Kas saate kiiresti kokku võtta, mida litograafia tähendab arvutikiipide kujundamisel??

ASML-i töö on oluline koostisosa kiipide võimsamaks, odavamaks, energiasäästlikumaks ja üldlevinud muutmisel. See algab meie litograafiasüsteemist, mis on sisuliselt projektsioonsüsteem, mis kasutab ultraviolettvalgust, et luua õhukestele räniviiludele miljardeid pisikesi struktuure.

Valgus projitseeritakse mustri plaanile (tuntud kui võrk või mask), mis prinditakse. Optika fokuseerib mustri räniplaadile, mis on varem kaetud valgustundliku kemikaaliga. Kui valgustamata osad välja söövitatakse, ilmneb kolmemõõtmeline muster. Protsessi korratakse ikka ja jälle sammu- ja skannimissüsteemis, mis mõõdab ja eksponeerib paralleelselt.

Need kiibid moodustavad mitmekorruselise vooluahelate "linna", millel on miljardeid pisikesi ühendusi vahvliõhukestel kihtidel. Need struktuurid koos moodustavad integraallülituse ehk kiibi. Mida rohkem struktuure kiibitootjad kiibile kokku mahuvad, seda kiirem ja võimsam see on.

ASML-il on kaks peamist litograafiasüsteemide tüüpi. Alustuseks võiksite selgitada, mis on EUV litograafiasüsteem?

EUV on suurim samm litograafia arengus algusest peale. EUV-valgusega on keeruline see, et see neelab kõike, isegi õhku. Seda on ka kurikuulsalt raske genereerida.

EUV litograafiasüsteemil on suur kõrgvaakumkamber, milles valgus jõuab vahvlile maandumiseks piisavalt kaugele. Valgust juhib ultrapeegeldavate peeglite seeria. EUV-süsteem kasutab suure energiaga laserit, mis tulistab sula tina mikroskoopilist tilka (mis liigub 50,000 XNUMX korda sekundis) ja muudab selle plasmaks, kiirgades EUV-valgust, mis seejärel fokusseeritakse kiireks.

Kas saate selgitada, mille poolest DUV litograafiasüsteem erineb EUV litograafiasüsteemist?

Meie DUV-litograafiasüsteem on tööstuse tööhobune, mida kasutatakse laia valiku pooljuhtsõlmede ja tehnoloogiate tootmiseks. EUV-d kasutatakse koos DUV-süsteemidega kõige arenenumates sõlmedes ja kriitilistes kihtides, et tagada taskukohane skaleerimine.

ASML-i üks tõeliselt muljetavaldav aspekt on see, kuidas ettevõte uuendab vanu süsteeme, nagu "klassikaline" PAS 5500 ja TWINSCAN litograafiasüsteem. Milleks neid praegu renoveeritakse?

Nii Moore'i seadus kui ka Rohkem kui Moore nõuavad kütust meie kulutõhusate lahenduste järele, mis suurendavad nii äsja ehitatud TWINSCANi sukeldus- ja kuivsüsteemide kui ka renoveeritud PAS 5500 ja TWINSCAN stepperite ja skannerite müüki.

Millise nanomeetri lainepikkusega saab ASML praegu töötada?

ASML-i kõige arenenum EUV litograafiasüsteemid edastavad 13.5 nm EUV valguse lainepikkust.

Moore'i seadus on olnud järjekindel juba mitu aastakümmet, kas usute, et Moore'i seadus on oma lõpu lähedal või et seda saab veelgi pikendada?

Moore'i seaduse laiendamine muutub üha keerulisemaks ja kulukamaks, kuid see pole surnud. Me ei ole nii lähedal füüsika fundamentaalsetele piiridele, kui mõned võiksid uskuda. Järgmise põlvkonna kiibidisainilahendused hõlmavad eksootilisemaid materjale, uusi pakkimistehnoloogiaid ja keerukamaid 3D-kujundusi. Need uued disainilahendused võimaldavad järgmisi suuri innovatsioonilaineid, nagu arenenud tehisintellekt ja kiire ühenduvus 5G-ga, samuti luua tarbekaupu, mida me pole veel välja mõelnud.

Töötan isiklikult ASML-i rakenduste äris, mis keskendub tarkvaralahenduste arendamisele, et laiendada meie riistvara jõudlusvõimet, mida kiibitootjad kasutavad ränil üha väiksemate mustrite masstootmiseks. Meie litograafiasüsteemidel oleks võimatu toota üha väiksemate mõõtmetega kiipe ilma meie arendatava tarkvarata.

Meie inseneride meeskond töötab pidevalt selle nimel, et mõista ja modelleerida mustriprotsessi mõjutavaid füüsilisi efekte, et saaksime ennustada, kuidas kujundusmuster räniplaadile prinditakse, ja optimeerida selle kuju, et luua soovitud pilt.

See on iteratiivne, arvutusmahukas protsess, mis nõuab suuremahulise hajutatud suure jõudlusega andmetöötluse arhitektuuri tõhusat ja täpset kasutamist. Tänapäeva täiustatud kiipidel on miljardeid transistore, mis tähendab, et peame simuleerima ja optimeerima miljardite mustrite kujutist. Selle 24 tunni jooksul ülima täpsusega saavutamiseks peame leidma nutikaid viise, kuidas jätkata mudeli jõudluse parandamist nii täpsuse kui ka tööaja osas.

Kuna need kiibi paigutused muutuvad Moore'i seaduse laiendamiseks keerukamaks, võib masinõpe märkimisväärselt kiirendada simulatsiooni- ja tootmisprotsessi olulist osa. ASML Silicon Valley meeskondades uurivad andmeteadlased, kuidas kujundada uut närvivõrku, et aidata mõista keerulist füüsikat, mis on füüsilisele mudelile tundmatu, ja seejärel kasutada närvivõrku füüsilise modelleerimise lähenemisviisi täiustamiseks.

Rangete füüsiliste mudelite ja masinõppemudelite väljatöötamiseks kasutatav metoodika on väga sarnane. Mõlemad vajavad ennustuse kujundamiseks palju katsetulemusi ja andmeid, kuid masinõpe säästab palju aega ja vaeva, parandades samal ajal täpsust. Samuti annab see võimaluse tootmiskeskkonnas genereeritud suuri andmehulki täielikumalt ära kasutada protsesside juhtimise parandamiseks.

See on vaid üks näide, mis illustreerib laiemat teemat kogu meie tööstuses: seni, kuni on tehnoloogid, kelle ülesandeks on Moore'i seadust laiendada, lahendavad uued uuenduslikud lahendused skaleerimisprobleemi paljude erinevate loominguliste võimaluste kaudu.

Kas soovite ASML-i kohta veel midagi jagada?

Silicon Valleys kasutab ASML kõrgelt spetsialiseerunud tarkvarajõudu, mis on pühendunud Moore'i seaduse laiendamisele, kasutades ära oma ainulaadseid teadmisi füüsilise modelleerimise ja numbriliste algoritmide vallas.

See paneb meid keskenduma mitmele ettevõtte põhivajadusele, sealhulgas:

• Kasutage pidevalt kasvavat arvutusvõimsust, et täiustada meie masinõpperakendusi, mis keskenduvad litograafiaprotsessi simuleerimisele, et laiendada Moore'i seadust,
• Integreerige meie arvutus- ja metroloogiaoskused, et veelgi parandada mudeli täpsust ning genereerida ja paremini kasutada suurel hulgal kvaliteetseid pildiandmeid, et täiustada mustrite optimeerimise tehnoloogiat ja
• Toetage ja laiendage meie arvutuslahendusi järgmise põlvkonna EUV litograafia tegevuskava jaoks, et toetada Moore'i seaduse jätkamist.

Kuigi need on erinevad tooteplaanid, on iga paralleelne tee ülioluline kiibitootja agressiivsete skaleerimispüüdluste edasiseks säilitamiseks. Ja masinõpe on võimaldav tehnoloogia, mida kasutatakse igal teel. Meie uuendused mitte ainult ei vii edasi tervet tarbijatehnoloogia tööstust, vaid soodustavad ka meie enda toodete innovatsiooni, kuna saavutame üha suurema arvutusvõimsuse.

Täname teid kõigile meie küsimustele vastamise eest. Lugejad, kes soovivad rohkem teada saada, peaksid külastama aadressil ASML Silicon Valley