Máy in thạch bản cực tím của ASML sản xuất ra các vi mạch tiên tiến nhất trên hành tinh và chỉ có vài trăm chiếc được chế tạo. Tất cả chúng cần được xử lý bởi những người thợ được đào tạo đặc biệt.
Cô Brienna Hall là một nữ thợ máy của ASML và là người có vai trò quan trọng rất lớn cho ngành bán dẫn toàn cầu.
Điều trớ trêu là khi được tuyển dụng vào đây, bản thân cô Hall còn chẳng biết gì về công ty cũng như vai trò mình sẽ đảm nhận.
Nhiệm vụ của cô là bước vào một căn phòng nơi không khí được khử trùng sạch hơn 100 lần so với bệnh viện và xử lý một cỗ máy phức tạp thuộc hàng bậc nhất thế giới.
“Tôi nghĩ rằng mình đã có công việc tuyệt vời nhất từ trước đến nay. Thật không thể tin rằng công việc này có tầm quan trọng với toàn bộ thế giới”, cô Hall tự hào nói khi xử lý thiết bị có hơn 100.000 bộ phận.
Thiết bị mà cô Hall xử lý có tên gọi là máy in thạch bản cực tím (Extreme Ultraviolet Lithography Machine- EUV), hay còn gọi là máy khắc quang.
Đó là máy sản xuất ra các vi mạch tiên tiến nhất trên hành tinh. Nó được chế tạo bằng các công nghệ nghe có vẻ giống khoa học viễn tưởng, những đột phá khó tin đến mức chúng từng bị coi là không thể. Chính những chiếc máy này đã biến các tấm silicon thành động cơ và thiết bị phục vụ cuộc sống hiện đại.
Cho đến ngày nay, chỉ có vài trăm máy EUV tồn tại và chúng đắt một cách lố bịch. Chiếc máy mà Hall đang sửa có giá 170 triệu USD trong khi các mẫu mới nhất được bán với giá khoảng 370 triệu USD.
Tất cả chúng đều được sản xuất bởi ASML của Hà Lan, một công ty đang trở thành tâm điểm của ngành chip bán dẫn toàn cầu.
Vị vua thực sự
Trong ngành bán dẫn, cả thế giới nói về Nvidia khi thương hiệu này trỗi dậy nhờ bong bóng trí thông minh nhân tạo (AI). Một số khác thì nói về TSMC khi hãng này là nhà máy gia công chính cho các thương hiệu chip như Nvidia.
Một số khác nữa thì nói về Apple, Intel, Samsung…
Thế nhưng vị vua thực sự của ngành chip bán dẫn là ASML của Hà Lan, nơi sản xuất ra những cỗ máy chế tạo chip bán dẫn với công nghệ độc quyền mà chưa một hãng nào sao chép nổi.
Tất cả máy in thạch bản EUV giúp tạo ra chip trong các thiết bị, từ điện thoại, máy tính, tivi cho đến xe hơi đều do ASML chế tạo.
Và nhiệm vụ sửa chữa, xử lý những cỗ máy này thuộc về những thợ máy như cô Hall.
Trên thực tế, cô Hall chỉ là một trong số 10.000 nhân viên kỹ thuật của ASML được phân công đến các nhà máy chế tạo của khách hàng ASML để sửa chữa hoặc xử lý các EUV nhằm duy trì hoạt động cho chúng.
Ví dụ trong bài phỏng vấn với tờ Wall Street Journal (WSJ), cô Hall đang làm việc tại Bose, trụ sở chính của Micron Technology.
Điều trớ trêu là dù có 10.000 nhân viên kỹ thuật nhưng cho đến hiện tại, ASML mới chỉ sản xuất được vài trăm chiếc máy EUV. Tính đến năm 2020, hãng mới sản xuất được 100 chiếc máy và trong cả năm 2024, ASML mới ra lò tổng cộng 42 máy EUV dù đã tăng hết công suất.
Hiện chỉ có 6 tập đoàn trên thế giới sở hữu những cỗ máy tiên tiến nhất của ASML nhưng đó đều là những cái tên nổi trội, từ Apple cho đến Nvidia hay TSMC. Nói cách khác, thiết bị của ASML đóng vai trò then chốt trong việc sản xuất mọi thứ, từ trung tâm dữ liệu AI đến iPhone.
Các khách hàng của ASML mong đợi máy khắc quang của họ hoạt động cả ngày lẫn đêm nhằm chạy đua sản lượng nhưng sự gián đoạn là điều không thể tránh khỏi cũng như khó đoán trước. Bởi vậy vai trò của những thợ máy ASML là cực kỳ quan trọng.
Dù rất hiếm xảy ra sự cố nhưng EUV là nút thắt cổ chai của mọi nhà máy bán dẫn. Toàn bộ hoạt động của nhà máy sẽ phải tạm ngừng nếu EUV gặp vấn đề và đây là lý do ASML tuyển dụng nhân viên 24/7 trên toàn thế giới.
40 năm
Từ cách đây 40 năm trước, công nghệ in thạch bản bán dẫn tiên tiến đã ra đời trong một nhà kho dột nát ở Hà Lan.
Vào thời điểm đó, khắc chip bằng ánh sáng cực tím cực mạnh là một ý tưởng tuyệt vời nhưng để thực hiện thì cần tốn nhiều tiền bạc và thời gian vượt mức tưởng tượng.
Cụ thể, đó là một quá trình liên quan đến việc làm bay hơi các giọt thiếc nóng chảy và tạo ra ánh sáng không tự nhiên trên Trái đất.
Các giọt thiếc nóng chảy bị bắn phá bởi các xung laser kép, tạo nên 50.000 vụ nổ mỗi giây.
Làn sóng xung đầu tiên làm phẳng chúng, xung thứ hai xóa chúng thành tia plasma phát ra ánh sáng EUV. Sau đó, ánh sáng đó được thu thập bằng cách sử dụng các gương mịn nhất từng được phát minh và hướng về phía tấm wafer silicon để khắc hàng tỷ mẫu bóng bán dẫn cực nhỏ.
Trong bối cảnh ngành bán dẫn đòi hỏi khắc ngày càng nhiều bóng bán dẫn nhỏ hơn trên cùng diện tích thì công nghệ EUV đã có câu trả lời: dùng bước sóng ánh sáng ngắn hơn.
Các công cụ quang khắc đầu tiên của ASML tạo ra ánh sáng ở bước sóng 436 nanomet và công nghệ hiện tại đã thu hẹp con số đó xuống còn 13,5 nanomet. Điều đó cho phép họ chế tạo chip ở độ phân giải nhỏ hơn 10.000 lần so với tóc người.
Độ chính xác của các máy EUV ASML hiện nay có thể ví dụ với việc chiếu một chùm tia laser từ trái đất và khắc lên một quả bóng bàn trên mặt trăng.
Để đạt được thành quả trên, ASML đã phải mất hàng thập kỷ nhằm đưa những cỗ máy tinh vi đến mức phi lý này đi từ phòng thí nghiệm đến nhà máy sản xuất.
Thậm chí vào năm 2012, ASML đã cạn tiền mặt và phải bán 23% cổ phần cho Intel, Samsung Electronics và Taiwan Semiconductor Manufacturing.
Trớ trêu thay, đây lại trở thành khoản đầu tư thành công nhất của các nhà sản xuất chip trên thế giới.
*Nguồn: WSJ-Băng Băng–Theo Nhịp sống thị trường
