ASML ผนึกยักษ์ใหญ่ TSMC-Samsung-Intel เปลี่ยนมาตรฐานหน้ากากชิป ขณะที่ Huawei เร่งแก้เกมจีนพึ่งพาตะวันตก

เทคโนโลยีการพิมพ์หินด้วยรังสีอัลตราไวโอเลตจ้า (EUV lithography) ถือเป็นคอขวดสำคัญในการผลิตชิป AI ขั้นสูงระดับโลก ในขณะที่ ASML กำลังรวมกลุ่มลูกค้ารายใหญ่ที่สุดเพื่อผลักดันเทคโนโลยีล่าสุดของบริษัท ทางฝั่งจีนภายใต้การนำของ Huawei ก็กำลังพยายามอย่างหนักเพื่อทำลายการพึ่งพาเทคโนโลยีจากบริษัทสัญชาติเนเธอร์แลนด์แห่งนี้

ล่าสุด ASML ได้รับการยืนยันจากผู้ผลิตชิปชั้นนำในการนำเทคโนโลยีการผลิตใหม่มาใช้ ตามรายงานจาก Bloomberg โดย Samsung วางแผนที่จะเริ่มใช้ เครื่องพิมพ์หิน High-NA EUV เพื่อผลิตจำนวนมากในปี 2028 ตามมาด้วย TSMC ในปี 2030 ซึ่งทั้งคู่จะดำเนินรอยตาม Intel ที่เริ่มใช้งานเครื่องจักรราคาเครื่องละกว่า 400 ล้านดอลลาร์นี้ไปก่อนหน้าแล้ว

ASML ครองตำแหน่งผู้ผลิตเครื่องพิมพ์หิน EUV เพียงรายเดียวในโลก ซึ่งเป็นอุปกรณ์จำเป็นในการสร้างตัวเร่งความเร็ว AI ที่ทรงพลังที่สุด โดยบริษัทได้เริ่มทำตลาดรุ่น Low-NA ในปี 2019 และได้พัฒนาระบบ High-NA ที่มีความซับซ้อนสูงขึ้นร่วมกับลูกค้าอย่างต่อเนื่องตั้งแต่นั้นมา

หน้ากากชิ้นงานขนาดใหญ่ขึ้นตั้งเป้าเพิ่มกำลังการผลิต 40 เปอร์เซ็นต์

หัวใจสำคัญของข้อตกลงครั้งนี้คือการเปลี่ยนแปลงทางเทคนิคที่สำคัญ โดยทั้งสี่บริษัทตกลงจะเปลี่ยนหน้ากากชิ้นงาน (photomask) จากขนาด 6 นิ้ว เป็น 12 นิ้ว ซึ่งหน้ากากนี้ทำหน้าที่เป็นแม่แบบเก็บรูปแบบวงจรชิป เมื่อแสงส่องผ่านหน้ากากลงบนเวเฟอร์ซิลิคอนที่เคลือบสารไวแสง จะเกิดการถ่ายโอนลวดลายเพื่อสร้างทรานซิสเตอร์และวงจรไฟฟ้า

การใช้หน้ากากที่มีขนาดใหญ่ขึ้นช่วยให้สามารถฉายแสงสร้างภาพในพื้นที่ที่กว้างขึ้นได้ในการครั้งเดียว ซึ่งแต่เดิมข้อจำกัดของขนาด 6 นิ้ว ทำให้ผู้ผลิตต้องใช้วิธีวางชิปซ้อนกันในแนวตั้งและเชื่อมต่อด้วยวิธีการที่ซับซ้อน ส่งผลให้ต้นทุนสูงและกระบวนการยุ่งยาก

แม้การเปลี่ยนผ่านนี้จะมีค่าใช้จ่ายสูงและซับซ้อน แต่ Marco Pieters หัวหน้าฝ่ายเทคโนโลยีของ ASML ระบุว่าความร่วมมือนี้จะช่วยเพิ่มกำลังการผลิตของเครื่อง High-NA ได้ถึง 40 เปอร์เซ็นต์ โดย TSMC และ ASML วางแผนสร้างสายการผลิตทดสอบหน้ากาก 12 นิ้วภายในปี 2031 และเริ่มใช้งานจริงภายในปี 2033

ก่อนหน้านี้ TSMC เคยมีท่าทีระมัดระวังเนื่องจากกังวลเรื่องความคุ้มค่าของต้นทุน แต่การเปลี่ยนทิศทางในครั้งนี้มีความสำคัญต่อ ASML อย่างมาก เพราะ TSMC สร้างรายได้ให้บริษัทถึง 16 เปอร์เซ็นต์ ขณะที่ Samsung มีแผนจะใช้เทคโนโลยี High-NA กับชิปหน่วยความจำในปี 2028 เพื่อรองรับความต้องการของดาต้าเซ็นเตอร์ AI ที่กำลังพุ่งสูงขึ้น

Huawei จัดระเบียบการตอบโต้ของจีนต่อการพึ่งพา ASML

ในอีกด้านหนึ่ง Huawei กำลังเร่งถอดเทคโนโลยีต่างชาติออกจากห่วงโซ่อุปทานเซมิคอนดักเตอร์ของจีน เพื่อเลี่ยงมาตรการควบคุมการส่งออกของตะวันตก ตามรายงานจาก Financial Times โดย Huawei ได้เข้าลงทุนในระบบนิเวศการพิมพ์หินทั้งระบบและเป็นตัวกลางประสานงานกับโรงงานผลิตชิปยักษ์ใหญ่อย่าง SMIC

ปัจจุบันจีนมุ่งเน้นไปที่เทคโนโลยี DUV (Deep Ultraviolet) ซึ่งมีความยาวคลื่น 193 นาโนเมตร แทนที่จะเป็น EUV ที่ล้ำสมัยกว่าด้วยความยาวคลื่น 13.5 นาโนเมตร แม้ DUV จะเป็นเทคโนโลยีเก่าแต่ก็มีความเสถียรและสามารถใช้ผลิตชิปขั้นสูงได้ผ่านเทคนิค multi-patterning หรือการฉายแสงทับซ้อนหลายขั้นตอน แม้จะต้องแลกมาด้วยต้นทุนและเวลาที่มากกว่าเดิม

ตัวละครสำคัญในภารกิจนี้คือ Yuliangsheng ผู้ผลิตในเซี่ยงไฮ้ที่แยกตัวมาจาก SiCarrier ซึ่งมีความใกล้ชิดกับ Huawei (แม้ Huawei จะปฏิเสธ) โดยบริษัทกำลังทดสอบเครื่อง DUV ขั้นสูงเครื่องแรกกับ SMIC และในสายการผลิตของ Huawei เอง พร้อมตั้งเป้าผลิตเครื่อง DUV ให้ได้ 12 เครื่องภายในสิ้นปีนี้ แม้จะยังตามหลัง ASML อยู่มากก็ตาม

Lin Qingyuan นักวิเคราะห์จาก Bernstein ให้ความเห็นว่า Huawei รับบทบาทเป็นผู้จัดการโครงการในการขับเคลื่อนอุตสาหกรรม DUV ของจีน เพราะการมีเพียงเครื่องต้นแบบนั้นไม่เพียงพอ แต่จำเป็นต้องอาศัยการทำงานร่วมกันของซัพพลายเออร์และลูกค้านับพันราย

อย่างไรก็ตาม คอขวดที่ใหญ่ที่สุดยังคงเป็นเลนส์ฉายภาพและแหล่งกำเนิดแสง ซึ่งปัจจุบัน Yuliangsheng ยังใช้เลนส์จาก Zeiss ผ่านตลาดรอง ขณะที่ Habo หน่วยงานร่วมลงทุนของ Huawei ได้เข้าสนับสนุนคู่แข่งของ Zeiss อย่าง Fujian Zhiqi Photonics และผู้พัฒนาแหล่งกำเนิดแสง Beijing RSLaser เพื่อสร้างความเป็นอิสระทางเทคโนโลยีในอนาคต