Yi Zou, Direktur Senior Teknik, ASML Silicon Valley – Seri Wawancara

Yi Zou mengelola tim insinyur produk ilmu data di ASML Silicon Valley. ASML mengembangkan perangkat lunak dan solusi metrologi yang canggih, yang menangani kompleksitas yang meningkat pada node yang lebih kecil.

Apa yang membuat Anda tertarik untuk mengejar teknik?

Sebagai seorang anak, saya selalu sangat ingin tahu dan tertarik untuk memahami bagaimana sesuatu bekerja. Ini membuat saya tertarik pada mata pelajaran seperti sains di sekolah menengah, tetapi kemudian saya menyadari bahwa insinyur adalah orang-orang yang merancang dan membangun solusi untuk menyelesaikan masalah nyata dan membuat dampak positif pada dunia kita.

Di perguruan tinggi, saya juga menghargai bagaimana gelar teknik mengembangkan keterampilan lain yang penting, di luar dasar-dasar fisika dan matematika, yang sangat transferable di pasar kerja ke berbagai karir. Insinyur memperoleh pemikiran analitis yang kuat dan keterampilan pemecahan masalah kritis, serta kemampuan untuk beralih antara pemikiran besar ke pendekatan yang detail-oriented yang diperlukan untuk menghidupkan ide – dari konsep kreatif ke desain sistem ke produk akhir.

Bagaimana Anda menjadi Direktur Senior Teknik di ASML?

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

Selama periode yang sama, saya membangun tim teknis yang berspesialisasi dalam pembelajaran mesin. Kami menunjukkan kelayakan penerapan pembelajaran dalam ke beberapa aplikasi kritis, yang mengarah pada pengembangan keluarga produk baru. Saya juga memimpin kolaborasi erat dengan perusahaan pembuat chip terkemuka untuk mengeksplorasi aplikasi ilmu data dalam fabrikasi volume tinggi (pabrik di mana chip dibuat). Ini mengarah pada penciptaan beberapa peluang tambahan yang bernilai bagi ASML. Sejak promosi terakhir saya pada 2019, saya terus memperluas teknik ilmu data ke pasar pelanggan yang lebih luas.

ASML adalah pemimpin inovasi di industri semikonduktor, karena mereka menyediakan semua yang dibutuhkan oleh pembuat chip – perangkat keras, perangkat lunak, dan layanan – untuk memproduksi pola pada silikon melalui litografi. Bagaimana Anda menjelaskan litografi dalam merancang chip komputer?

Pekerjaan yang dilakukan ASML adalah bahan penting untuk membuat chip lebih kuat, lebih murah, lebih hemat energi, dan lebih luas. Ini dimulai dengan sistem litografi kami, yang pada dasarnya adalah sistem proyeksi, yang menggunakan cahaya ultraviolet untuk menciptakan miliaran struktur kecil pada irisan tipis silikon.

Cahaya diproyeksikan ke biru cetak pola (dikenal sebagai ‘reticle’ atau ‘mask’) yang akan dicetak. Optik memfokuskan pola ke wafer silikon, yang sebelumnya telah dilapisi dengan bahan kimia yang peka cahaya. Ketika bagian yang tidak terpapar dihilangkan, pola tiga dimensi terungkap. Proses ini diulangi berulang kali dalam sistem step-and-scan, yang mengukur dan mengekspos secara paralel.

Chip-chip tersebut membentuk apa yang disebut “kota” multi-lantai sirkuit dengan miliaran koneksi kecil pada lapisan tipis. Bersama-sama, struktur ini membentuk sirkuit terintegrasi, atau chip. Semakin banyak struktur yang dapat dipasang pada chip, semakin cepat dan kuat chip tersebut.

ASML memiliki dua jenis sistem litografi utama. Untuk memulai, bagaimana Anda menjelaskan sistem litografi EUV?

EUV mewakili langkah terbesar dalam kemajuan litografi sejak awal. Hal yang sulit dengan cahaya EUV adalah bahwa cahaya tersebut diserap oleh segala sesuatu, bahkan udara. Ini juga sangat sulit untuk dihasilkan.

Sistem litografi EUV memiliki ruang vakum besar di mana cahaya dapat berjalan cukup jauh untuk mendarat di wafer. Cahaya dipandu oleh serangkaian cermin yang sangat reflektif. Sistem EUV menggunakan laser energi tinggi yang menembakkan tetesan timah cair (yang bergerak 50.000 kali per detik) dan mengubahnya menjadi plasma, memancarkan cahaya EUV, yang kemudian difokuskan menjadi berkas.

Bagaimana sistem litografi DUV berbeda dari sistem litografi EUV?

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

Salah satu aspek yang sangat mengesankan dari ASML adalah bagaimana perusahaan tersebut memperbarui sistem lama seperti sistem litografi ‘klasik’ PAS 5500 dan TWINSCAN. Apa yang saat ini sedang diperbarui?

Kedua Hukum Moore dan Lebih dari Moore memicu permintaan akan solusi yang efektif biaya kami, yang mendorong penjualan baik sistem TWINSCAN imersi dan kering yang baru dibangun, serta sistem PAS 5500 dan TWINSCAN yang diperbarui.

Apa panjang gelombang nanometer yang saat ini dapat dikerjakan oleh ASML?

Sistem litografi EUV yang paling maju dari ASML memberikan panjang gelombang 13,5 nm cahaya EUV.

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

Memperpanjang Hukum Moore semakin sulit dan mahal, tetapi tidak mati. Kami tidak sedekat yang dipercaya banyak orang dengan batas fisik dasar. Desain chip generasi berikutnya akan mencakup bahan yang lebih eksotis, teknologi pengemasan baru, dan desain 3D yang lebih kompleks. Desain-desain baru ini akan memungkinkan gelombang inovasi besar berikutnya, seperti kecerdasan buatan yang maju dan koneksi cepat dengan 5G, serta menghasilkan produk konsumen yang belum pernah kita bayangkan sebelumnya.

Saya secara pribadi bekerja dalam bisnis Aplikasi ASML yang berfokus pada mengembangkan solusi perangkat lunak untuk memperluas kemampuan kinerja perangkat keras kami, yang digunakan oleh pembuat chip untuk memproduksi pola yang semakin kecil pada silikon. Tidak mungkin bagi sistem litografi kami untuk memproduksi chip pada dimensi yang semakin kecil tanpa perangkat lunak yang kami kembangkan.

Tim insinyur kami terus bekerja untuk memahami dan memodelkan efek fisik yang mempengaruhi proses pembentukan pola, sehingga kami dapat memprediksi bagaimana pola desain akan dicetak pada wafer silikon dan mengoptimalkan bentuknya untuk menghasilkan gambar yang diinginkan.

Ini adalah proses iteratif yang intensif komputasi yang memerlukan utilisasi yang efisien dan akurat dari arsitektur komputasi kinerja tinggi yang terdistribusi secara besar-besaran. Chip canggih saat ini memiliki miliaran transistor, yang berarti kami harus mensimulasikan dan mengoptimalkan pencitraan miliaran pola. Untuk mencapai ini dengan akurasi ekstrem dalam waktu 24 jam, kami harus menemukan cara cerdas untuk terus meningkatkan kinerja model, baik dalam hal akurasi maupun waktu proses.

Seiring dengan tata letak chip yang menjadi lebih kompleks untuk memperpanjang Hukum Moore, pembelajaran mesin dapat secara dramatis mempercepat bagian kunci dari proses simulasi dan manufaktur. Dalam tim di ASML Silicon Valley, ilmuwan data sedang melakukan penelitian tentang bagaimana merancang jaringan saraf baru untuk membantu memahami fisik yang kompleks yang tidak diketahui oleh model fisik dan kemudian menggunakan jaringan saraf untuk melengkapi pendekatan pemodelan fisik.

Metodologi yang digunakan untuk mengembangkan model fisik yang ketat dan model pembelajaran mesin sangat mirip. Keduanya memerlukan banyak hasil eksperimental dan data untuk membentuk prediksi, tetapi pembelajaran mesin menghemat banyak waktu dan upaya, sambil meningkatkan akurasi. Ini juga menyajikan kesempatan untuk lebih sepenuhnya memanfaatkan jumlah besar data yang dihasilkan dalam lingkungan manufaktur untuk meningkatkan kontrol proses.

Ini hanyalah salah satu contoh untuk mengilustrasikan tema yang lebih luas di seluruh industri kami: Selama ada teknolog yang bertugas untuk memperpanjang Hukum Moore, solusi inovatif baru akan menangani masalah penskalaan melalui banyak jalur kreatif yang berbeda.

Apakah ada yang lain yang ingin Anda bagikan tentang ASML?

Di Silicon Valley, ASML memiliki kekuatan perangkat lunak yang sangat spesialis yang didedikasikan untuk memperpanjang Hukum Moore dengan mengetuk keahlian uniknya dalam pemodelan fisik dan algoritma numerik.

Ini memposisikan kami untuk fokus pada beberapa imperatif kunci untuk perusahaan, termasuk:

• Memanfaatkan daya komputasi yang terus berkembang untuk lebih memajukan aplikasi pembelajaran mesin yang berfokus pada mensimulasikan proses litografi untuk memperpanjang Hukum Moore,
• Mengintegrasikan kompetensi komputasi dan metrologi kami untuk lebih meningkatkan akurasi model, serta menghasilkan dan memanfaatkan jumlah besar data gambar berkualitas tinggi untuk meningkatkan teknologi optimasi pembentukan pola, dan
• Mendukung dan memperluas solusi komputasi kami untuk jalan litografi EUV generasi berikutnya untuk mendukung kelanjutan Hukum Moore.

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

Terima kasih telah menjawab semua pertanyaan kami. Pembaca yang ingin mempelajari lebih lanjut dapat mengunjungi ASML Silicon Valley

https://youtu.be/l_DXCi0vNwI