Yi Zou, Senior Director of Engineering, ASML Silicon Valley – Seri Wawancara

Yi Zou mengelola tim rekayasa produk ilmu data di Lembah Silikon ASML. ASML mengembangkan perangkat lunak canggih dan solusi metrologi, mengatasi kompleksitas yang meningkat yang dihadapi pada node yang lebih kecil.

Apa yang membuat Anda tertarik untuk menekuni teknik?

Sebagai seorang anak, saya selalu sangat ingin tahu dan tertarik untuk memahami cara kerja berbagai hal. Hal ini membuat saya tertarik pada mata pelajaran seperti sains di sekolah menengah, tetapi dengan cepat saya menyadari bahwa para insinyur adalah orang-orang yang merancang dan membangun solusi untuk mengatasi masalah nyata dan memberikan dampak positif bagi dunia kita.

Di perguruan tinggi, saya juga menghargai bagaimana gelar teknik berfokus pada pengembangan keterampilan penting lainnya, di luar dasar-dasar fisika dan matematika, yang sangat dapat dialihkan di pasar kerja ke berbagai karier. Insinyur memperoleh pemikiran analitis yang kuat dan keterampilan pemecahan masalah yang kritis, serta kemampuan untuk beralih antara pemikiran gambaran besar ke pendekatan berorientasi detail yang diperlukan untuk menghidupkan ide - dari konsep kreatif ke desain sistem hingga produk akhir.

Bisakah Anda berbagi dengan kami perjalanan Anda tentang bagaimana Anda menjadi Sr. Director of Engineering di ASML?

Pada tahun 2014, saya bergabung dengan ASML dari GlobalFoundries, sebuah perusahaan semikonduktor Amerika yang merancang dan membuat chip silikon. Sebagai anggota tim Pengembangan Teknologi Lanjutan di ASML Silicon Valley, saya memimpin beberapa proyek penelitian yang berfokus pada evaluasi dan pembuatan prototipe teknik litografi yang digunakan untuk meningkatkan proses pembuatan chip, seperti peningkatan resolusi pola.

Pada periode waktu yang sama, saya membangun tim teknis yang berspesialisasi dalam pembelajaran mesin. Kami menunjukkan kelayakan penerapan pembelajaran mendalam pada beberapa aplikasi penting, yang mengarah pada pengembangan rangkaian produk baru. Saya juga memimpin kolaborasi erat dengan perusahaan pembuat chip terkemuka untuk mengeksplorasi aplikasi ilmu data dalam pabrik manufaktur bervolume tinggi (pabrik tempat chip dibuat). Hal ini menyebabkan terciptanya beberapa peluang nilai tambah baru untuk ASML. Sejak promosi terakhir saya pada tahun 2019, saya terus memperluas teknik ilmu data ke pasar pelanggan kami yang lebih luas.

ASML adalah pemimpin inovasi dalam industri semikonduktor, karena mereka menyediakan semua yang dibutuhkan pembuat chip – perangkat keras, perangkat lunak, dan layanan – untuk memproduksi pola pada silikon secara massal melalui litografi. Bisakah Anda dengan cepat meringkas apa itu litografi sehubungan dengan mendesain chip komputer?

Pekerjaan yang dilakukan ASML adalah bahan utama untuk membuat chip lebih bertenaga, lebih murah, lebih hemat energi, dan lebih mudah ditemukan di mana-mana. Ini dimulai dengan sistem litografi kami, yang pada dasarnya adalah sistem proyeksi, yang menggunakan sinar ultraviolet untuk menciptakan milyaran struktur kecil pada irisan tipis silikon.

Cahaya diproyeksikan ke cetak biru pola (dikenal sebagai 'reticle' atau 'topeng') yang akan dicetak. Optik memfokuskan pola ke wafer silikon, yang sebelumnya telah dilapisi dengan bahan kimia peka cahaya. Saat bagian yang tidak terpapar tergores, pola tiga dimensi terungkap. Proses ini berulang kali dalam sistem langkah-dan-pindai itu, yang mengukur dan memaparkan secara paralel.

Chip-chip itu membentuk sirkuit "kota" bertingkat dengan miliaran koneksi kecil pada lapisan setipis wafer. Bersama-sama, struktur ini membentuk sirkuit terpadu, atau chip. Semakin banyak struktur yang dapat dijejalkan pembuat chip pada sebuah chip, semakin cepat dan kuat chip tersebut.

ASML memiliki dua jenis utama sistem litografi. Untuk memulai, dapatkah Anda menjelaskan apa itu sistem litografi EUV?

EUV merupakan langkah terbesar dalam kemajuan litografi sejak awal. Hal yang rumit dengan lampu EUV adalah diserap oleh segala hal, bahkan udara. Ini juga terkenal sulit untuk dihasilkan.

Sistem litografi EUV memiliki ruang vakum tinggi yang besar di mana cahaya dapat berjalan cukup jauh untuk mendarat di wafer. Cahaya dipandu oleh serangkaian cermin ultra-reflektif. Sistem EUV menggunakan laser berenergi tinggi yang menyala pada tetesan mikroskopis timah cair (yang bergerak 50,000 kali per detik) dan mengubahnya menjadi plasma, memancarkan cahaya EUV, yang kemudian difokuskan menjadi sinar.

Bisakah Anda menjelaskan bagaimana sistem litografi DUV berbeda dari sistem litografi EUV?

Sistem litografi DUV kami adalah pekerja keras industri yang digunakan untuk memproduksi berbagai node dan teknologi semikonduktor. EUV digunakan bersama sistem DUV pada node paling canggih dan lapisan kritis untuk mendorong penskalaan yang terjangkau.

Salah satu aspek ASML yang sangat mengesankan adalah bagaimana perusahaan memperbarui sistem lama seperti sistem litografi PAS 5500 'klasik' dan TWINSCAN. Untuk apa mereka saat ini diperbaharui?

Baik Moore's Law dan Lebih dari Moore memenuhi permintaan untuk solusi hemat biaya kami, mendorong penjualan sistem TWINSCAN imersi dan kering yang baru dibangun, serta stepper dan scanner PAS 5500 dan TWINSCAN yang diperbarui.

Dengan apa ASML panjang gelombang nanometer saat ini dapat bekerja?

Sistem litografi EUV tercanggih dari ASML menghadirkan panjang gelombang cahaya EUV 13.5 nm.

Hukum Moore telah konsisten selama beberapa dekade sekarang, apakah Anda percaya bahwa Hukum Moore sudah mendekati akhir atau dapat diperpanjang lebih jauh?

Memperluas Hukum Moore menjadi semakin sulit dan mahal, tetapi tidak mati. Kita tidak sedekat itu dengan batas fundamental fisika seperti yang diyakini sebagian orang. Desain chip generasi mendatang akan mencakup bahan yang lebih eksotis, teknologi pengemasan baru, dan desain 3D yang lebih kompleks. Desain baru ini akan memungkinkan gelombang inovasi besar berikutnya, seperti kecerdasan buatan tingkat lanjut dan konektivitas cepat dengan 5G, serta menghasilkan produk konsumen yang bahkan belum kami bayangkan.

Saya pribadi bekerja dalam bisnis Aplikasi ASML yang berfokus pada pengembangan solusi perangkat lunak untuk memperluas kemampuan kinerja perangkat keras kami, yang digunakan oleh pembuat chip untuk memproduksi secara massal pola yang lebih kecil pada silikon. Sistem litografi kami tidak mungkin memproduksi chip dengan dimensi yang semakin kecil tanpa perangkat lunak yang kami kembangkan.

Tim teknisi kami terus bekerja untuk memahami dan memodelkan efek fisik yang memengaruhi proses pembuatan pola, sehingga kami dapat memprediksi bagaimana pola desain akan dicetak ke wafer silikon dan mengoptimalkan bentuknya untuk menghasilkan gambar yang kami inginkan.

Ini adalah proses intensif komputasi yang iteratif yang membutuhkan pemanfaatan arsitektur komputasi berkinerja tinggi yang efisien dan akurat dalam skala besar. Chip canggih saat ini memiliki miliaran transistor, artinya kita harus mensimulasikan dan mengoptimalkan pencitraan miliaran pola. Untuk mencapai ini dengan akurasi ekstrim dalam waktu 24 jam, kami harus menemukan cara cerdas untuk terus meningkatkan performa model, dalam hal akurasi dan runtime.

Karena tata letak chip ini menjadi lebih kompleks untuk memperluas Hukum Moore, pembelajaran mesin dapat secara dramatis mempercepat bagian penting dari proses simulasi dan manufaktur. Di dalam tim di ASML Silicon Valley, ilmuwan data sedang meneliti bagaimana merancang jaringan saraf baru untuk membantu memahami fisika kompleks yang tidak diketahui model fisik dan kemudian menggunakan jaringan saraf untuk menambah pendekatan pemodelan fisik.

Metodologi yang digunakan untuk mengembangkan model fisik yang ketat dan model pembelajaran mesin sangat mirip. Keduanya membutuhkan banyak hasil eksperimen dan data untuk membentuk prediksi, tetapi pembelajaran mesin menghemat banyak waktu dan tenaga, sekaligus meningkatkan akurasi. Ini juga menghadirkan peluang untuk lebih memanfaatkan sejumlah besar data yang dihasilkan di lingkungan manufaktur untuk meningkatkan kontrol proses.

Ini hanyalah salah satu contoh untuk mengilustrasikan tema yang lebih luas di industri kami: Selama ada teknolog yang ditugaskan dengan misi untuk memperluas Hukum Moore, solusi inovatif baru akan mengatasi masalah penskalaan melalui banyak jalan kreatif yang berbeda.

Apakah ada hal lain yang ingin Anda bagikan tentang ASML?

Di Silicon Valley, ASML mempekerjakan pembangkit tenaga perangkat lunak yang sangat terspesialisasi yang didedikasikan untuk memperluas Hukum Moore dengan memanfaatkan keahlian uniknya dalam pemodelan fisik dan algoritme numerik.

Hal ini menempatkan kami untuk fokus pada beberapa keharusan utama bagi perusahaan, termasuk:

• Manfaatkan kekuatan komputasi yang terus berkembang untuk lebih memajukan aplikasi pembelajaran mesin kami yang berfokus pada simulasi proses litografi untuk memperluas Hukum Moore,
• Mengintegrasikan kompetensi komputasi dan metrologi kami untuk lebih meningkatkan akurasi model, serta menghasilkan dan memanfaatkan data gambar berkualitas tinggi dalam jumlah besar dengan lebih baik untuk meningkatkan teknologi pengoptimalan pola, dan
• Dukung dan perluas solusi komputasi kami untuk roadmap litografi EUV generasi berikutnya untuk mendukung kelanjutan Hukum Moore.

Meskipun ini adalah peta jalan produk yang berbeda, setiap jalur paralel sangat penting untuk lebih mempertahankan upaya penskalaan agresif pembuat chip. Dan pembelajaran mesin adalah teknologi yang memungkinkan digunakan di setiap jalur. Inovasi kami tidak hanya memajukan seluruh industri teknologi konsumen, tetapi juga mendorong inovasi lebih lanjut dalam produk kami sendiri saat kami memperoleh daya komputasi yang terus meningkat.

Terima kasih telah menjawab semua pertanyaan kami. Pembaca yang ingin mempelajari lebih lanjut harus mengunjungi di Lembah Silikon ASML