Ий Цзоу, Старший Директор Инженерного Отдела, ASML Silicon Valley – Интервью Серия

Ий Цзоу управляет командами инженерного отдела по разработке продуктов данных в ASML Silicon Valley. ASML разрабатывает сложное программное обеспечение и решения для метрологии, решая проблемы, связанные с уменьшением размеров элементов.

Что именно вас заинтересовало в инженерии?

В детстве я всегда был очень любопытным и интересовался тем, как работают вещи. Это привело меня к изучению научных предметов в школе, но вскоре я понял, что инженеры – это те, кто проектирует и создает решения для реальных проблем и положительно влияет на наш мир.

В университете я также оценил то, как инженерные специальности помогают развивать другие важные навыки, помимо физики и математики, которые очень востребованы на рынке труда. Инженеры приобретают сильные аналитические и критические навыки решения проблем, а также способность переключаться между общей картиной и детальным подходом, необходимым для воплощения идей в жизнь – от концепции до системы и окончательного продукта.

Расскажите нам о вашем пути к тому, чтобы стать Старшим Директором Инженерного Отдела в ASML?

В 2014 году я присоединился к ASML из GlobalFoundries, американской компании по производству полупроводников. Как член команды по разработке передовых технологий в ASML Silicon Valley, я возглавлял несколько исследовательских проектов, направленных на оценку и разработку литографических методов для улучшения процесса производства микросхем.

В то же время я создал техническую команду, специализирующуюся на машинном обучении. Мы продемонстрировали возможность применения глубокого обучения для нескольких критических приложений, что привело к разработке новой линии продуктов. Я также возглавлял тесное сотрудничество с ведущей компанией по производству микросхем для изучения применения данных науки в высокообъемном производстве.

ASML является лидером инноваций в полупроводниковой промышленности, поскольку предоставляет производителям микросхем все необходимое – оборудование, программное обеспечение и услуги – для массового производства узоров на силиконе с помощью литографии. Можете ли вы кратко объяснить, что такое литография в контексте проектирования компьютерных микросхем?

Работа, которую выполняет ASML, является ключевым компонентом для того, чтобы сделать микросхемы более мощными, дешевыми, энергоэффективными и распространенными. Она начинается с нашей литографической системы, которая по сути является проекционной системой, использующей ультрафиолетовое излучение для создания миллиардов крошечных структур на тонких слоях силикона.

Свет проецируется на образец узора (известный как «ретикл» или «маска»), который будет напечатан. Оптика фокусирует узор на силиконовой пластине, которая ранее была покрыта светочувствительным химическим веществом. Когда непроявленные части удалены, открывается трехмерный узор. Процесс повторяется несколько раз в этой системе шага и сканирования, которая измеряет и экспонирует параллельно.

Эти микросхемы образуют своего рода «город» из цепей с миллиардами крошечных соединений на тонких слоях. Вместе эти структуры составляют интегральную схему или микросхему. Чем больше структур производители микросхем могут разместить на микросхеме, тем быстрее и мощнее она становится.

У ASML есть два основных типа литографических систем. Можете ли вы объяснить, что такое система литографии EUV?

ЕUV представляет собой самый большой шаг в развитии литографии с момента ее начала. Трудность с EUV-светом заключается в том, что он поглощается всем, даже воздухом. Также очень трудно его генерировать.

Система литографии EUV имеет большую камеру высокого вакуума, в которой свет может проходить достаточно далеко, чтобы попасть на пластину. Свет направляется серией сверхотражающих зеркал. Система EUV использует высокоэнергетический лазер, который излучает на микроскопическую каплю расплавленного олова (которая движется 50 000 раз в секунду) и превращает ее в плазму, испускающую EUV-свет, который затем фокусируется в пучок.

Можете ли вы объяснить, как система литографии DUV отличается от системы литографии EUV?

Наша система литографии DUV является основной в отрасли и используется для производства широкого спектра полупроводниковых узлов и технологий. EUV используется вместе с системами DUV на самых передовых узлах и критических слоях для обеспечения доступного масштабирования.

Одним из впечатляющих аспектов ASML является то, как компания ремонтирует старые системы, такие как «классические» системы литографии PAS 5500 и TWINSCAN. Для чего они в настоящее время ремонтируются?

И закон Мура, и концепция «больше, чем Мур» стимулируют спрос на наши эффективные решения, что приводит к продажам как новых систем TWINSCAN с иммерсией и сухими системами, так и восстановленных систем PAS 5500 и TWINSCAN.

Какой текущий нанометровый диапазон длины волны ASML может работать?

Самые передовые системы литографии EUV от ASML обеспечивают длину волны EUV-света 13,5 нм.

Закон Мура был последовательным в течение нескольких десятилетий. Думаете ли вы, что закон Мура приближается к своему концу или что его можно еще больше расширить?

Расширение закона Мура становится все более трудным и дорогим, но он еще не мертв. Мы не так близки к фундаментальным физическим пределам, как некоторые считают. Следующие поколения микросхем будут включать более экзотические материалы, новые технологии упаковки и более сложные трехмерные конструкции. Эти новые конструкции позволят добиться следующих волн инноваций, таких как продвинутый искусственный интеллект и быстрое подключение с 5G, а также сгенерируют потребительские продукты, которые мы еще не представляем.

Я лично работаю в отделе приложений ASML, занимаюсь разработкой программных решений для расширения возможностей нашего оборудования, которое используется производителями микросхем для массового производства все более мелких узоров на силиконе. Без программного обеспечения, которое мы разрабатываем, было бы невозможно производить микросхемы с все уменьшающимися размерами.

Наша команда инженеров постоянно работает над пониманием и моделированием физических эффектов, которые влияют на процесс формирования узоров, чтобы мы могли предсказать, как дизайн-узор будет напечатан на силиконовой пластине, и оптимизировать его форму для получения желаемого изображения.

Это итеративный, вычислительно интенсивный процесс, который требует эффективного и точного использования большой масштабной, распределенной архитектуры высокопроизводительных вычислений. Современные микросхемы имеют миллиарды транзисторов, что означает, что нам необходимо моделировать и оптимизировать изображение миллиардов узоров. Чтобы добиться этого с экстремальной точностью в течение 24 часов, нам необходимо найти умные способы продолжения улучшения производительности модели, как в плане точности, так и времени выполнения.

По мере того, как компоновка микросхем становится более сложной для расширения закона Мура, машинное обучение может значительно ускорить ключевую часть процесса симуляции и производства. В командах ASML Silicon Valley ученые-данные исследуют, как разработать новую нейронную сеть для понимания сложной физики, которая неизвестна физической модели, и затем использовать нейронную сеть для дополнения физического моделирования.

Методология, используемая для разработки строгих физических моделей и моделей машинного обучения, очень похожа. Обе требуют много экспериментальных результатов и данных для формирования прогноза, но машинное обучение экономит много времени и усилий, а также повышает точность. Это также представляет собой возможность более полного использования больших объемов данных, генерируемых в производственной среде, для улучшения контроля процесса.

Это лишь один пример, иллюстрирующий более широкую тему в нашей отрасли: пока есть технологи, задача которых – расширить закон Мура, новые инновационные решения будут решать проблему масштабирования через многие творческие каналы.

Есть ли что-то еще, что вы хотели бы поделиться об ASML?

В долине Кремния ASML имеет высокоспециализированную программную мощь, посвященную расширению закона Мура путем использования своего уникального опыта в физическом моделировании и численных алгоритмах.

Это ставит нас в позицию, чтобы сосредоточиться на нескольких ключевых императивах для компании, включая:

• Использование постоянно растущей вычислительной мощности для дальнейшего развития наших приложений машинного обучения, направленных на симуляцию процесса литографии для расширения закона Мура,
• Интеграцию наших вычислительных и метрологических компетенций для дальнейшего улучшения точности модели, а также генерации и более эффективного использования большого количества высококачественных изображений для улучшения технологии оптимизации узоров, и
• Поддержку и расширение наших вычислительных решений для следующего поколения дорожной карты литографии EUV для поддержки продолжения закона Мура.

Хотя это разные дорожные карты продуктов, каждый параллельный путь имеет решающее значение для дальнейшего поддержания агрессивных усилий производителей микросхем по масштабированию. И машинное обучение является технологией, используемой на каждом пути. Наши инновации не только стимулируют развитие всей потребительской технологической отрасли, но и стимулируют дальнейшие инновации внутри наших собственных продуктов по мере увеличения вычислительной мощности.

Спасибо за ответы на все наши вопросы. Читателям, которые хотят узнать больше, следует посетить ASML Silicon Valley

https://youtu.be/l_DXCi0vNwI