Yi Zou, viši direktor inženjeringa, ASML Silicijska dolina – serija intervjua

Yi Zou upravlja timovima za inženjering proizvoda znanosti o podacima u ASML Silicijska dolina. ASML razvija sofisticirani softver i mjeriteljska rješenja, rješavajući eskalirajuću složenost na koju nailaze manji čvorovi.

Što vas je zainteresiralo da se bavite inženjerstvom?

Kao dijete uvijek sam bio vrlo radoznao i zainteresiran za razumijevanje kako stvari funkcioniraju. To me navelo da gravitiram predmetima poput znanosti u srednjoj školi, ali sam brzo shvatio da su inženjeri ljudi koji su dizajnirali i izradili rješenja za rješavanje stvarnih problema i pozitivno utjecali na naš svijet.

Na koledžu sam također cijenio kako su inženjerske diplome usmjerene na razvoj drugih važnih vještina, izvan osnova fizike i matematike, koje su na tržištu rada vrlo prenosive na mnoge različite karijere. Inženjeri stječu snažno analitičko razmišljanje i kritičke vještine rješavanja problema, kao i sposobnost prijelaza između razmišljanja velike slike i pristupa usmjerenog na detalje koji je potreban za oživljavanje ideja – od kreativnog koncepta do dizajna sustava do krajnjeg proizvoda.

Možete li s nama podijeliti svoje putovanje o tome kako ste postali viši direktor inženjeringa u ASML-u?

Godine 2014. pridružio sam se ASML-u iz GlobalFoundriesa, američke tvrtke poluvodiča koja dizajnira i proizvodi silicijske čipove. Kao član tima za razvoj napredne tehnologije u ASML Silicijskoj dolini, vodio sam nekoliko istraživačkih projekata usmjerenih na procjenu i izradu prototipova litografskih tehnika koje se koriste za poboljšanje procesa proizvodnje čipova, kao što je poboljšana rezolucija uzoraka.

U istom vremenskom razdoblju izgradio sam tehnički tim koji se specijalizirao za strojno učenje. Pokazali smo izvedivost primjene dubokog učenja na nekoliko kritičnih aplikacija, što je dovelo do razvoja nove obitelji proizvoda. Također sam vodio blisku suradnju s vodećom tvrtkom za proizvodnju čipova kako bih istražio primjene znanosti o podacima u tvornicama velike količine proizvodnje (tvornice u kojima se proizvode čipovi). To je dovelo do stvaranja nekoliko novih mogućnosti dodane vrijednosti za ASML. Od svoje posljednje promocije 2019. nastavljam širiti tehnike znanosti o podacima na naše šire tržište kupaca.

ASML je lider u inovacijama u industriji poluvodiča, budući da proizvođačima čipova osigurava sve što im je potrebno – hardver, softver i usluge – za masovnu proizvodnju uzoraka na siliciju putem litografije. Možete li nakratko sažeti što je litografija u odnosu na projektiranje računalnih čipova?

Posao koji obavlja ASML ključni je sastojak za stvaranje snažnijih, jeftinijih, energetski učinkovitijih i sveprisutnijih čipova. Počinje s našim litografskim sustavom, koji je u biti sustav projekcije, koji koristi ultraljubičasto svjetlo za stvaranje milijardi sićušnih struktura na tankim kriškama silicija.

Svjetlo se projicira na nacrt uzorka (poznat kao 'končanica' ili 'maska') koji će se ispisati. Optika fokusira uzorak na silikonsku pločicu, koja je ranije bila obložena kemikalijom osjetljivom na svjetlo. Kada se neeksponirani dijelovi urezuju, otkriva se trodimenzionalni uzorak. Proces se stalno ponavlja u tom sustavu step-and-scan, koji paralelno mjeri i eksponira.

Ti čipovi tvore ono što se svodi na višekatni "grad" sklopova s ​​milijardama sićušnih veza na slojevima tankim poput pločice. Zajedno, ove strukture čine integrirani krug ili čip. Što više struktura proizvođači čipova mogu nagurati na čip, to je on brži i moćniji.

ASML ima dvije glavne vrste litografskih sustava. Možete li za početak objasniti što je EUV litografski sustav?

EUV predstavlja najveći korak u napretku litografije od početka. Varljiva stvar s EUV svjetlom je to što ga apsorbira sve, čak i zrak. Također ga je notorno teško generirati.

EUV litografski sustav ima veliku visokovakuumsku komoru u kojoj svjetlost može putovati dovoljno daleko da sleti na pločicu. Svjetlo se usmjerava nizom ultra-reflektirajućih zrcala. EUV sustav koristi visokoenergetski laser koji ispaljuje mikroskopsku kapljicu rastaljenog kositra (koja putuje 50,000 XNUMX puta u sekundi) i pretvara je u plazmu, emitirajući EUV svjetlost, koja se zatim fokusira u zraku.

Možete li objasniti po čemu se DUV litografski sustav razlikuje od EUV litografskog sustava?

Naš DUV litografski sustav je radni konj u industriji koji se koristi za proizvodnju širokog spektra poluvodičkih čvorova i tehnologija. EUV se koristi uz DUV sustave na najnaprednijim čvorovima i kritičnim slojevima za poticanje pristupačnog skaliranja.

Jedan od zaista impresivnih aspekata ASML-a je način na koji tvrtka obnavlja stare sustave kao što su 'klasični' PAS 5500 i TWINSCAN litografski sustavi. Za što se trenutno obnavljaju?

I Mooreov zakon i More than Moore potiču potražnju za našim isplativim rješenjima, potičući prodaju novoizgrađenih TWINSCAN uronjenih i suhih sustava, kao i obnovljenih PAS 5500 i TWINSCAN stepera i skenera.

S kojom trenutnom nanometarskom valnom duljinom ASML može raditi?

ASML-ov najnapredniji EUV litografski sustav isporučuje valnu duljinu EUV svjetlosti od 13.5 nm.

Mooreov zakon dosljedan je već nekoliko desetljeća, vjerujete li da je Mooreov zakon pri kraju ili da se može dodatno proširiti?

Proširenje Mooreovog zakona postaje sve teže i skuplje, ali nije mrtvo. Nismo tako blizu temeljnim granicama fizike kao što neki žele da vjerujemo. Dizajn čipova sljedeće generacije uključivat će egzotičnije materijale, nove tehnologije pakiranja i složenije 3D dizajne. Ovi novi dizajni omogućit će sljedeće velike valove inovacija, poput napredne umjetne inteligencije i brze povezivosti s 5G, kao i generirati potrošačke proizvode koje još nismo niti zamislili.

Osobno radim unutar ASML-ovog odjela za aplikacije usmjerenog na razvoj softverskih rješenja za proširenje performansi našeg hardvera, koji proizvođači čipova koriste za masovnu proizvodnju sve manjih uzoraka na siliciju. Našim litografskim sustavima bilo bi nemoguće proizvoditi čipove sve manjih dimenzija bez softvera koji razvijamo.

Naš tim inženjera neprestano radi na razumijevanju i modeliranju fizičkih učinaka koji utječu na proces izrade uzorka, tako da možemo predvidjeti kako će uzorak dizajna biti otisnut na silikonsku pločicu i optimizirati njegov oblik za generiranje slike koju želimo.

Ovo je iterativni, računski intenzivan proces koji zahtijeva učinkovito i točno korištenje velike distribuirane računalne arhitekture visokih performansi. Današnji napredni čipovi imaju milijarde tranzistora, što znači da moramo simulirati i optimizirati prikaz milijardi uzoraka. Kako bismo to postigli s iznimnom točnošću unutar 24 sata, moramo pronaći pametne načine za nastavak poboljšanja performansi modela, u smislu točnosti i vremena rada.

Kako ti rasporedi čipova postaju sve složeniji kako bi se proširio Mooreov zakon, strojno učenje može dramatično ubrzati ključni dio simulacije i procesa proizvodnje. Unutar timova u ASML Silicijskoj dolini, podatkovni znanstvenici istražuju kako dizajnirati novu neuronsku mrežu koja će pomoći u razumijevanju složene fizike koja je nepoznata fizičkom modelu, a zatim koristiti neuronsku mrežu za proširenje pristupa fizičkom modeliranju.

Metodologija koja se koristi za razvoj rigoroznih fizičkih modela i modela strojnog učenja vrlo je slična. I jednom i drugom potrebno je mnogo eksperimentalnih rezultata i podataka za oblikovanje predviđanja, ali strojno učenje štedi mnogo vremena i truda, a istovremeno poboljšava točnost. Također predstavlja priliku da se potpunije iskoriste velike količine podataka generiranih u proizvodnom okruženju kako bi se poboljšala kontrola procesa.

Ovo je samo jedan primjer koji ilustrira širu temu u našoj industriji: sve dok postoje tehnolozi koji imaju zadatak proširiti Mooreov zakon, nova inovativna rješenja rješavat će problem skaliranja kroz mnogo različitih kreativnih putova.

Postoji li još nešto što biste željeli podijeliti o ASML-u?

U Silicijskoj dolini, ASML zapošljava visoko specijaliziranu softversku elektranu posvećenu proširenju Mooreova zakona koristeći svoju jedinstvenu stručnost u fizičkom modeliranju i numeričkim algoritmima.

To nas pozicionira da se usredotočimo na nekoliko ključnih imperativa za tvrtku, uključujući:

• Iskoristite stalno rastuću računalnu snagu za daljnji napredak naših aplikacija strojnog učenja usmjerenih na simulaciju procesa litografije za proširenje Mooreova zakona,
• Integrirajte naše računalne i mjeriteljske kompetencije za daljnje poboljšanje točnosti modela, kao i generiranje i bolje korištenje velike količine visokokvalitetnih slikovnih podataka za poboljšanje tehnologije optimizacije uzorka, i
• Podržite i proširite naša računalna rješenja za sljedeću generaciju EUV litografskog plana za podršku nastavka Mooreova zakona.

Iako su ovo različiti planovi za proizvode, svaki paralelni put ključan je za daljnje održavanje agresivnih napora proizvođača čipova u skaliranju. A strojno učenje je tehnologija koja omogućuje korištenje na svakom putu. Naše inovacije ne samo da pokreću cijelu industriju potrošačke tehnologije, već također pokreću daljnje inovacije unutar naših proizvoda kako stječemo sve veću računalnu snagu.

Hvala vam što ste odgovorili na sva naša pitanja. Čitatelji koji žele saznati više trebali bi posjetiti na ASML Silicijska dolina