Yi Zou, Director Senior de Inginerie, ASML Silicon Valley – Seria de Interviuri

Yi Zou conduce echipele de inginerie a produselor de știință a datelor la ASML Silicon Valley. ASML dezvoltă software și soluții de metrologie sofisticate, care abordează complexitățile crescânde întâlnite la noduri mai mici.

Ce v-a interesat să urmați ingineria?

Ca copil, eram întotdeauna foarte curios și interesat să înțeleg cum funcționează lucrurile. Acest lucru m-a determinat să mă îndrept către discipline precum știința în liceu, dar am realizat rapid că inginerii sunt cei care proiectează și construiesc soluții pentru a aborda probleme reale și a avea un impact pozitiv asupra lumii noastre.

La facultate, am apreciat și modul în care diplomele de inginerie se axează pe dezvoltarea unor abilități importante, dincolo de fundamentul fizicii și matematicii, care sunt foarte transferabile pe piața muncii în multe cariere diferite. Inginerii dobândesc abilități analitice puternice și abilități de rezolvare a problemelor critice, precum și capacitatea de a trece de la o abordare de ansamblu la una detaliată, necesară pentru a aduce idei la viață – de la conceptul creativ la proiectarea sistemului și până la produsul final.

Puteți să ne împărtășiți drumul dvs. de a deveni Director Senior de Inginerie la ASML?

În 2014, am intrat în ASML de la GlobalFoundries, o companie americană de semiconductoare care proiectează și fabrică cipuri de siliciu. Ca membru al echipei de Dezvoltare a Tehnologiei Avansate de la ASML Silicon Valley, am condus mai multe proiecte de cercetare axate pe evaluarea și prototiparea tehnicilor de litografie utilizate pentru a îmbunătăți procesul de fabricație a cipurilor, cum ar fi îmbunătățirea rezoluției patternului.

În același timp, am construit o echipă tehnică specializată în învățarea automată. Am demonstrat fezabilitatea aplicării învățării profunde la 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 fabricarea de cipuri pentru a explora aplicațiile științei datelor în interiorul fabricilor de producție de mare volum (fab-uri). Acest lucru a condus la crearea mai multor oportunități noi de valoare adăugată pentru ASML. De la ultima mea promovare, din 2019, continui să extind tehnici de știință a datelor către piața noastră mai largă de clienți.

ASML este un lider în inovare în industria semiconductoarelor, deoarece oferă producătorilor de cipuri tot ceea ce au nevoie – hardware, software și servicii – pentru a produce în masă patternuri pe siliciu prin litografie. Puteți să rezumați rapid ce este litografia în legătură cu proiectarea cipurilor de calculator?

Lucrarea 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 ubiquue. Acesta începe cu sistemul nostru de litografie, care, în esență, este un sistem de proiecție, care utilizează lumina ultravioletă pentru a crea miliarde de structuri mici pe felii subțiri de siliciu.

Lumina este proiectată pe o schiță a patternului (cunoscută sub numele de “reticul” sau “mask”) care urmează să fie imprimat. Optica focalizează patternul pe waferul de siliciu, care a fost acoperit anterior cu un chimic sensibil la lumină. Când părțile neexpuse sunt șterse, se revelează un pattern tridimensional. Procesul este repetat de mai multe ori în acel sistem de scanare și pas, care măsoară și expun în paralel.

Aceste cipuri formează ceea ce reprezintă o “oraș” multi-etajat de circuite cu miliarde de conexiuni mici pe straturi subțiri. Împreună, aceste structuri alcătuiesc un circuit integrat sau un cip. Cu cât producătorii de cipuri pot încărca mai multe structuri pe un cip, cu atât cipul este mai rapid și mai puternic.

ASML are două tipuri principale de sisteme de litografie. Pentru a începe, puteți explica ce este sistemul de litografie EUV?

EUV reprezintă cel mai mare pas înainte în litografie de la începuturi. Problema cu lumina EUV este că este absorbită de tot, chiar și de aer. De asemenea, este extrem de greu de generat.

Un sistem de litografie EUV are o cameră mare de vid în care lumina poate călători suficient de departe pentru a ajunge pe wafer. Lumina este ghidată de o serie de oglinzi ultra-reflective. Un sistem EUV utilizează un laser de înaltă energie care trage pe o picătură microscopică de staniu topit (care călătorește 50.000 de ori pe secundă) și o transformă în plasmă, emițând lumina EUV, care apoi este focalizată într-un fascicul.

Puteți explica cum se diferențiază sistemul de litografie DUV de sistemul de litografie EUV?

Sistemul nostru de litografie DUV este “calul de bătaie” al industriei, care este utilizat pentru a fabrica o gamă largă de noduri și tehnologii de semiconductoare. EUV este utilizat alături de sistemele DUV la nodurile cele mai avansate și straturile critice pentru a conduce scalarea accesibilă.

Una dintre aspectele impresionante ale ASML este modul în care compania recondiționează sisteme vechi, cum ar fi sistemele de litografie PAS 5500 și TWINSCAN “clasice”. Ce sunt ele recondiționate în prezent?

Atât Legea lui Moore, cât și “Mai mult decât Moore” alimentează cererea pentru soluțiile noastre rentabile, determinând vânzările de sisteme TWINSCAN de imersiune și uscate, precum și de sisteme PAS 5500 și TWINSCAN recondiționate.

Care este lungimea de undă în nanometri cu care poate lucra ASML în prezent?

Sistemul de litografie EUV cel mai avansat al ASML livrează o lungime de undă de 13,5 nm a luminii EUV.

Legea lui Moore a fost consistentă pentru mai multe decenii acum, credeți că Legea lui Moore este aproape de sfârșit sau că poate fi extinsă în continuare?

Extinderea Legii lui Moore devine din ce în ce mai dificilă și costisitoare, dar nu este moartă. Nu suntem atât de aproape de limitele fundamentale ale fizicii pe cât ar vrea unii să ne convingă. Proiectele de cipuri de generație următoare vor include materiale mai exotice, tehnologii de ambalare noi și proiecte 3D mai complexe. Aceste proiecte noi vor permite următoarele valuri majore de inovare, cum ar fi inteligența artificială avansată și conectivitatea rapidă cu 5G, precum și vor genera produse de consum pe care nu le-am conceput încă.

Lucrez personal în cadrul diviziei de Aplicații a ASML, axată pe dezvoltarea de soluții software pentru a extinde capacitățile de performanță ale hardware-ului nostru, care este utilizat de producătorii de cipuri pentru a produce în masă patternuri tot mai mici pe siliciu. Ar fi imposibil pentru sistemele noastre de litografie să fabrice cipuri la dimensiuni tot mai mici fără software-ul pe care îl dezvoltăm.

Echipa noastră de ingineri lucrează constant pentru a înțelege și a modela efectele fizice care influențează procesul de patternare, astfel încât putem prezice cum va fi imprimat un pattern de proiectare pe un wafer de siliciu și optimiza forma lui pentru a genera imaginea pe care o dorim.

Acesta este un proces iterativ, 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 tranzistoare, ceea ce înseamnă că trebuie să simulăm și să optimizăm imaginea a miliarde de patternuri. Pentru a atinge acest lucru cu o precizie extremă în 24 de ore, trebuie să găsim modalități inteligente de a continua îmbunătățirea performanței modelului, în ceea ce privește precizia și timpul de rulare.

Pe măsură ce layout-urile de cipuri 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 din domeniul datelor cercetează modul de a proiecta o rețea neurală nouă pentru a ajuta la înțelegerea fizicii complexe care este necunoscută modelului fizic și apoi să utilizeze rețeaua neurală pentru a completa abordarea modelării fizice.

Metodologia utilizată pentru a dezvolta modele fizice riguroase și modele de învățare automată este foarte similară. Ambele necesită multe rezultate experimentale și date pentru a modela predicția, dar învățarea automată salvează 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 fabricație pentru a îmbunătăți controlul procesului.

Acesta este doar un exemplu pentru a ilustra tema mai largă din industria noastră: Atâta timp cât există tehnologiști care au misiunea de a extinde Legea lui Moore, soluții inovatoare noi vor aborda problema scalării prin multe căi creative diferite.

Există altceva pe care ați dori să îl împărtășiți despre ASML?

În Silicon Valley, ASML are o putere software specializată, dedicată extinderii Legii lui Moore prin valorificarea expertizei sale unice în modelarea fizică și algoritmii numerici.

Acest lucru ne poziționează pentru a ne concentra pe mai multe imperative cheie pentru companie, inclusiv:

• Să valorificăm puterea de calcul în creștere pentru a avansa în continuare aplicațiile noastre de învățare automată, axate pe simularea procesului de litografie pentru a extinde Legea lui Moore,
• Să integrăm competențele noastre computaționale și de metrologie pentru a îmbunătăți în continuare precizia modelului, precum și pentru a genera și a utiliza mai bine cantități mari de date de imagine de înaltă calitate pentru a îmbunătăți tehnologia de optimizare a patternării, și
• Să sprijinim și să extindem soluțiile noastre computaționale pentru drumul de urmat al litografiei EUV de generație următoare, pentru a sprijini continuarea Legii lui Moore.

Deși acestea sunt drumuri de produse diferite, fiecare cale paralelă este crucială pentru a menține eforturile agresive de scalare ale producătorilor de cipuri. Și învățarea automată este o tehnologie de facilitare utilizată pe fiecare cale. Inovațiile noastre nu numai că impulsionează înainte o întreagă industrie a tehnologiei consumatorilor, dar impulsionează și inovația suplimentară în cadrul produselor noastre, pe măsură ce câștigăm putere de calcul din ce în ce mai mare.

Vă mulțumim pentru răspunsurile la întrebările noastre. Citiitorii care doresc să afle mai multe ar trebui să viziteze ASML Silicon Valley aici

https://youtu.be/l_DXCi0vNwI