Yi Zou, director principal de inginerie, ASML Silicon Valley – Seria de interviuri

Yi Zou gestionează echipele de inginerie de produs pentru știința datelor la ASML Silicon Valley. ASML dezvoltă software și soluții de metrologie sofisticate, abordând complexitățile crescânde întâlnite la nodurile mai mici.

Ce v-a interesat să urmați inginerie?

În copilărie, am fost întotdeauna foarte curios și interesat să înțeleg cum funcționează lucrurile. Acest lucru m-a determinat să gravit spre subiecte precum știința în liceu, dar rapid și-am dat seama că inginerii au fost oamenii care au proiectat și construit soluții pentru a aborda problemele reale și a avea un impact pozitiv asupra lumii noastre.

În facultate, am apreciat, de asemenea, modul în care diplomele de inginerie s-au concentrat pe dezvoltarea altor abilități importante, dincolo de elementele fundamentale ale fizicii și matematicii, care sunt foarte transferabile pe piața muncii în multe cariere diferite. Inginerii dobândesc o gândire analitică puternică și abilități critice de rezolvare a problemelor, precum și capacitatea de a trece de la gândirea de ansamblu la o abordare orientată spre detalii, necesară pentru a da viață ideilor - de la conceptul creativ la proiectarea sistemului și la produsul final.

Ne puteți împărtăși călătoria dvs. despre modul în care ați devenit Director Sr. de Inginerie la ASML?

În 2014, m-am alăturat ASML de la GlobalFoundries, o companie americană de semiconductori care proiectează și fabrică cipuri de siliciu. În calitate de membru al echipei de Dezvoltare Tehnologică Avansată de la ASML Silicon Valley, am condus mai multe proiecte de cercetare axate pe evaluarea și prototiparea tehnicilor de litografie utilizate pentru îmbunătățirea procesului de fabricație a cipurilor, cum ar fi rezoluția îmbunătățită a modelului.

În aceeași perioadă, am construit o echipă tehnică specializată în învățarea automată. Am demonstrat fezabilitatea aplicării învățării profunde în mai multe aplicații critice, ceea ce a condus la dezvoltarea unei noi familii de produse. De asemenea, am condus o colaborare strânsă cu o companie lider în producția de cipuri pentru a explora aplicațiile științei datelor în cadrul fabricilor de producție de mare volum (fabrici în care sunt fabricate cipurile). Acest lucru a condus la crearea mai multor oportunități noi cu valoare adăugată pentru ASML. De la ultima mea promoție din 2019, continui să extind tehnicile de știință a datelor pe piața noastră mai largă de clienți.

ASML este un lider în inovație în industria semiconductoarelor, deoarece oferă producătorilor de cipuri tot ce au nevoie – hardware, software și servicii – pentru a produce în serie modele pe siliciu prin litografie. Puteți rezuma rapid ce este litografia referitor la proiectarea cipurilor de computer?

Munca pe care o face ASML este un ingredient cheie pentru a face cipurile mai puternice, mai ieftine, mai eficiente din punct de vedere energetic și mai omniprezente. Începe cu sistemul nostru de litografie, care în esență este un sistem de proiecție, care folosește lumina ultravioletă pentru a crea miliarde de structuri minuscule pe felii subțiri de siliciu.

Lumina este proiectată pe un model al modelului (cunoscut sub numele de „reticul” sau „mască”) care va fi imprimat. Optica concentrează modelul pe placă de siliciu, care mai devreme a fost acoperită cu o substanță chimică sensibilă la lumină. Când părțile neexpuse sunt gravate, se dezvăluie un model tridimensional. Procesul se repetă de nenumărate ori în acel sistem pas și scanare, care măsoară și expun în paralel.

Acele cipuri formează ceea ce echivalează cu un „oraș” cu mai multe etaje de circuite, cu miliarde de conexiuni minuscule pe straturi subțiri. Împreună, aceste structuri formează un circuit integrat sau cip. Cu cât producatorii de cipuri pot înghesui mai multe structuri pe un cip, cu atât acesta este mai rapid și mai puternic.

ASML are două tipuri principale de sisteme de litografie. Pentru început, ați putea explica ce este sistemul de litografie EUV?

EUV reprezintă cel mai mare pas în progresul litografiei de la început. Lucrul dificil cu lumina EUV este că este absorbită de orice, chiar și de aer. De asemenea, este notoriu greu de generat.

Un sistem de litografie EUV are o cameră mare de vid înalt în care lumina poate călători suficient de departe pentru a ateriza pe napolitană. Lumina este ghidată de o serie de oglinzi ultrareflectorizante. Un sistem EUV folosește un laser de înaltă energie care trage pe o picătură microscopică de staniu topit (care călătorește de 50,000 de ori pe secundă) și o transformă în plasmă, emițând lumină EUV, care apoi este focalizată într-un fascicul.

Puteți explica cum diferă sistemul de litografie DUV de sistemul de litografie EUV?

Sistemul nostru de litografie DUV este calul de lucru al industriei care este folosit pentru a fabrica o gamă largă de noduri și tehnologii semiconductoare. EUV este utilizat alături de sistemele DUV la cele mai avansate noduri și straturi critice pentru a conduce la scalare la prețuri accesibile.

Unul dintre aspectele cu adevărat impresionante ale ASML este modul în care compania recondiționează sisteme vechi, cum ar fi sistemele de litografie „clasice” PAS 5500 și TWINSCAN. Pentru ce sunt în prezent renovate?

Atât Legea lui Moore, cât și Mai mult decât Moore alimentează cererea pentru soluțiile noastre eficiente din punct de vedere al costurilor, stimulând vânzările atât pentru sistemele de imersie și uscate TWINSCAN nou construite, cât și pentru pasoare și scanere PAS 5500 și TWINSCAN recondiționate.

Care este lungimea de undă nanometrică actuală cu care poate lucra ASML?

Cele mai avansate sisteme de litografie EUV de la ASML furnizează o lungime de undă de 13.5 nm a luminii EUV.

Legea lui Moore este consistentă de mai multe decenii acum, credeți că Legea lui Moore este aproape de sfârșit sau că poate fi extinsă și mai mult?

Extinderea Legii lui Moore devine din ce în ce mai dificilă și mai costisitoare, dar nu este moartă. Nu suntem atât de aproape de limitele fundamentale ale fizicii pe cât ne-ar face unii să credem. Design-urile de cip de ultimă generație vor include materiale mai exotice, noi tehnologii de ambalare și modele 3D mai complexe. Aceste noi modele vor permite următoarele mari valuri de inovație, cum ar fi inteligența artificială avansată și conectivitatea rapidă cu 5G, precum și să genereze produse de consum pe care nici măcar nu le-am conceput încă.

Lucrez personal în cadrul afacerii de aplicații a ASML, concentrată pe dezvoltarea de soluții software pentru a extinde capacitățile de performanță ale hardware-ului nostru, care este folosit de producătorii de cipuri pentru a produce în masă modele din ce în ce mai mici pe siliciu. Ar fi imposibil ca sistemele noastre de litografie să fabrice cipuri la dimensiuni din ce în ce mai mici fără software-ul pe care îl dezvoltăm.

Echipa noastră de ingineri lucrează constant pentru a înțelege și modela efectele fizice care influențează procesul de modelare, astfel încât să putem prezice modul în care un model de design va fi imprimat pe o placă de siliciu și să-i optimizăm forma pentru a genera imaginea pe care o dorim.

Acesta este un proces iterativ, intensiv de calcul, care necesită utilizarea eficientă și precisă a unei arhitecturi de calcul de înaltă performanță distribuite la scară largă. Cipurile avansate de astăzi au miliarde de tranzistori, ceea ce înseamnă că trebuie să simulăm și să optimizăm imagistica a miliarde de modele. Pentru a realiza acest lucru cu o acuratețe extremă în 24 de ore, trebuie să găsim modalități inteligente de a îmbunătăți în continuare performanța modelului, în ceea ce privește precizia și durata de funcționare.

Pe măsură ce aceste scheme de cip devin mai complexe pentru a extinde Legea lui Moore, învățarea automată poate accelera dramatic o parte cheie a procesului de simulare și fabricație. În cadrul echipelor de la ASML Silicon Valley, oamenii de știință de date cercetează cum să proiecteze o nouă rețea neuronală pentru a ajuta la înțelegerea fizicii complexe, care este necunoscută modelului fizic și apoi să utilizeze rețeaua neuronală pentru a îmbunătăți abordarea modelării fizice.

Metodologia folosită pentru a dezvolta modele fizice riguroase și modele de învățare automată sunt foarte asemănătoare. Ambele au nevoie de multe rezultate experimentale și date pentru a modela predicția, dar învățarea automată economisește mult timp și efort, îmbunătățind în același timp precizia. De asemenea, prezintă o oportunitate de a utiliza mai pe deplin cantitățile mari de date generate într-un mediu de producție pentru a îmbunătăți controlul procesului.

Acesta este doar un exemplu pentru a ilustra tema mai amplă din industria noastră: atâta timp cât există tehnologi însărcinați cu misiunea de a extinde Legea lui Moore, noi soluții inovatoare vor aborda problema de scalare prin multe căi creative diferite.

Mai există ceva pe care ați dori să împărtășiți despre ASML?

În Silicon Valley, ASML folosește o putere de software foarte specializată, dedicată extinderii Legii lui Moore, valorificând expertiza sa unică în modelare fizică și algoritmi numerici.

Acest lucru ne poziționează să ne concentrăm asupra mai multor imperative cheie pentru companie, inclusiv:

• Profitați de puterea de calcul din ce în ce mai mare pentru a avansa în continuare aplicațiile noastre de învățare automată axate pe simularea procesului de litografie pentru a extinde Legea lui Moore,
• Integrați competențele noastre de calcul și metrologie pentru a îmbunătăți în continuare acuratețea modelului, precum și pentru a genera și utiliza mai bine cantități mari de date de imagine de înaltă calitate pentru a îmbunătăți tehnologia de optimizare a modelelor și
• Sprijiniți și extindeți soluțiile noastre de calcul pentru foaia de parcurs de litografie EUV de generație următoare pentru a sprijini continuarea Legii lui Moore.

Deși acestea sunt foi de parcurs diferite pentru produse, fiecare cale paralelă este crucială pentru menținerea în continuare a eforturilor de scalare agresive ale producătorului de cipuri. Iar învățarea automată este o tehnologie favorabilă folosită în fiecare cale. Inovațiile noastre nu conduc doar la o întreagă industrie a tehnologiei de consum, ci stimulează și mai multe inovații în cadrul propriilor noastre produse, pe măsură ce obținem o putere de calcul din ce în ce mai mare.

Vă mulțumim că ați răspuns la toate întrebările noastre. Cititorii care doresc să afle mai multe ar trebui să viziteze la ASML Silicon Valley