ייצור רטיקל של ליטוגרפיה סיליקון בשנת 2025: חשיפת הטכנולוגיות וכוחות השוק המרכיבים את העידן הבא של חדשנות סמיקונדקטור. גלו כיצד פתרונות רטיקל מתקדמים מביאים את העתיד של ייצור השבבים.

• סיכום מנהלים: מגמות עיקריות ותצוגת שוק 2025
• גודל השוק, תחזיות צמיחה (2025–2029) וניתוח CAGR
• נוף טכנולוגי: EUV, DUV וחידושים מתפתחים ברטיקל
• שחקנים עיקריים ודינמיקות תחרותיות (ASML, Toppan, Photronics ועוד)
• שרשרת אספקה וחומרים: מצעי זכוכית, פלקלים ורטיקלים
• תהליך ייצור רטיקל: דיוק, תפוקה ובקרת איכות
• ביקוש משתמשי קצה: מסדרים, IDM ומארזים מתקדמים
• רגולציה, IP וסטנדרטים תעשייתיים (SEMI, IEEE)
• אתגרים: עלות, פגמים והתרחבות ל-nodes מתחת ל-2nm
• תחזית עתידית: הזדמנויות אסטרטגיות וטכנולוגיות משבשות ל-2029
• מקורות והפניות

סיכום מנהלים: מגמות עיקריות ותצוגת שוק 2025

תחום ייצור רטיקל של ליטוגרפיה סיליקון נכנס בשנת 2025 על רקע התפתחות טכנולוגית מהירה, המנוגנת על ידי הביקוש הבלתי פוסק למכשירים סמיקונדקטור מתקדמים. רטיקלס—המכונים גם פוטומסק—קריטיים בהגדרת תבניות מעגלים במהלך ייצור השבבים, והדיוק שלהם משפיע ישירות על התפוקה ויכולת המכשירים. השוק מעוצב על ידי המעבר ל-nodes תהליך קטנים יותר, אימוץ ליטוגרפיה באולטרה סגול קצה (EUV) והגברת המורכבות בעיצובי מעגלים משולבים (IC).

שחקנים בולטים בתעשייה כמו Toppan, Dai Nippon Printing (DNP) וHoya Corporation ממשיכים לשלוט בייצור רטיקל על פני הגלובוס, מספקים גם פוטומסק מסורתיים וגם מסכות EUV ליצרני מעגלים מצומצמים וליצרני מכשירים משולבים (IDMs). חברות אלו השקיעו רבות בתשתיות מתקדמות לייצור מסכות, כולל מערכות כתיבה בקו אלקטרוני (e-beam) וכלי בדיקת פגמים, לשם עמידה בדרישות הקפדניות של תהליכי 5nm וצמיחה של nodes 2nm שמתקרבים.

האימוץ של ליטוגרפיה EUV, המוביל על ידי ASML ושותפיה במערכת האקולוגית, הוא מגמה המבחינה את שנת 2025. רטיקלס EUV דורשים מצעים שטוחים במיוחד, מסכות ניקיות ללא פגמים, וטכנולוגיית פלקלים מתקדמת להגנה מפני זיהום חלקיקים. המורכבות והעלות של ייצור מסכות EUV גבוהות משמעותית מאלה של מסכות DUV, כאשר רטיקל אחד של EUV לרוב חוצה את הערך של $300,000. זאת הובילה לשיתוף פעולה גובר בין יצרני המסכות, ספקי הציוד ויצרני השבבים כדי לייעל את התפוקה ולשלוט בעלויות.

בשנת 2025, השוק רואה גם עלייה בביקוש למסכות פעולה מרובות (multi-patterning) ולמסכות תיקון קרבה אופטית (OPC) מתקדמות, מה שמעיד על הדחיפה לדחיסות וביצועים גבוהים במכשירי לוגיקה וזיכרון. התפשטות ה-AI, 5G ואלקטרוניקה רכבית רוחבת דוחפים את הביקוש הזה, בעוד שיצרני מכשירים שואפים לבדל את עצמם דרך סיליקון מותאם ואורז מתקדמים.

בהסתכלות קדימה, תעשיית ייצור הרטיקל מתמודדת עם הזדמנויות ואתגרים. הצורך במסכות באיכות גבוהה ללא פגמים יתעצם ככל שהתעשייה מתקרבת ל-2nm ומעבר לכך. השקעות בבדיקת מסכות, תיקון ומטרולוגיה—תחומים שבהם יש לחברות כמו KLA Corporation תפקיד מרכזי—צפויות לגדול. במקביל, עמידות ויכולת לספק רשת המספקות הולכות ומופיעות כנושאים אסטרטגיים, כאשר יצרני המסכות בוחנים חומרים חדשים וחידושי תהליכים כדי להפחית את ההשפעה הסביבתית.

לסיכום, שנת 2025 מסמלת שנה מכריעה עבור ייצור רטיקל של ליטוגרפיה סיליקון, המאופיינת בהתקדמות טכנולוגית, מורכבות גוברת ושיתוף פעולה אסטרטגי לאורך שרשרת הערך של הסמיקונדקטור. התחזיות עבור המגזר נשארות חזקות, מונעות על ידי הביקוש הגלובלי הבלתי נלאה לשבבים מתקדמים ולהתפתחות המתמשכת של טכנולוגיית הליטוגרפיה.

גודל השוק, תחזיות צמיחה (2025–2029) וניתוח CAGR

שוק ייצור רטיקל של ליטוגרפיה סיליקון מצפה לצמיחה משמעותית מ-2025 ועד 2029, המנוגרת על ידי הביקוש המתמשך למכשירים סמיקונדקטור מתקדמים ומעבר ל-nodes תהליך קטנים יותר. רטיקלס, הידועים גם כתחום פוטומסק, הם רכיבים קריטיים בתהליך הפוטו-ליטוגרפיה, המאפשרים את העברת תבניות מעגלים מורכבות על גבי צלחות סיליקון. המורכבות ההולכת וגדלה של מעגלים משולבים, במיוחד עם התפשטות המודלים של אינטיליגנציה מלאכותית, 5G ומחשוב ביצועים גבוהים, מחייבת פתרונות רטיקל מתקדמים ומדויקים יותר.

שחקנים מרכזיים בתעשייה כמו HOYA Corporation, Photronics, Inc. וDai Nippon Printing Co., Ltd. (DNP) שולטים בנוף ייצור הרטיקל הגלובלי. חברות אלו משקיעות רבות בטכנולוגיות מסכות מהדור הבא, כולל ליטוגרפיה באולטרה סגול קצה (EUV) ומסכות מרובות, כדי לתמוך במעבר התעשייה לסביבות תהליך של פחות מ-5nm ואפילו 2nm. לדוגמה, HOYA Corporation וDNP מרחיבות את קיבולות הייצור שלהן ואת מאמצי רשת ה-R&D שלהן כדי לעמוד בדרישות המחמירות של ליטוגרפיה EUV, שהיא חיונית לייצור שבבים מתקדמים.

בעוד שדמויות גודל שוק מדויקות לשנת 2025 הן קנייניות לחברות, הסכמה בתעשייה ומידע פומבי מצביעים על כך ששוק הפוטומסק העולמי, הכולל רטיקל של ליטוגרפיה סיליקון, צפוי לחרוג מכמה מיליארדי דולרים עד 2025. Photronics, Inc., לדוגמה, דיווחה על הכנסות שיא בשנים האחרונות, reflecting robust demand from both logic and memory semiconductor manufacturers. השוק צפוי להשיג שיעור צמיחה שנתי מורכב (CAGR) בטווח של 4% עד 6% עד 2029, כאשר שיעורי הצמיחה הגבוהים ביותר צפויים באסיה-פסיפיק, שם מתקני ייצור סמיקונדקטור גדלים במהירות.

מניעים לצמיחה כוללים את אימוץ הליטוגרפיה EUV, עליית האריזות המתקדמות, והכמות ההולכת וגדלה של שכבות מסכה הנדרשות עבור שבבים מתקדמים. עם זאת, השוק גם מתמודד עם אתגרים כגון עלות מסכות EUV, הצורך ב manufacture που נקי מפגמים, ומגבלות בשרשרת האספקה על חומרים טהורים במיוחד. ספקים מובילים מגיבים על ידי אוטומציה של קווי ייצור, שיפור טכנולוגיות בדיקות, והקמת בריתות אסטרטגיות עם מפעלי סמיקונדקטור ויצרני ציוד כמו ASML Holding, הספק הראשי של מערכות ליטוגרפיה EUV.

בהסתכלות קדימה, שוק ייצור הרטיקל של ליטוגרפיה סיליקון צפוי להמשיך להיות חזק, במנוגן על ידי חידוש בלתי פוסק בעיצוב ובייצור סמיקונדקטורים. ככל שמפיקי השבבים מתקדמים לעבר 2nm ומעבר לכך, הביקוש לרטיקל super-precise וללא פגמים ימשיך לגדול, תוך כדי הבטחת צמיחה מתמשכת בשוק והתקדמות טכנולוגית עד 2029.

נוף טכנולוגי: EUV, DUV וחידושים מתפתחים ברטיקל

נוף הטכנולוגי לייצור רטיקל של ליטוגרפיה סיליקון בשנת 2025 מוגדר על ידי קיום והתפתחות של ליטוגרפיה באולטרה סגול קצה (EUV) וליטוגרפיה בעמוק סגול (DUV), לצד חידושים מתפתחים שמטרתם לתמוך ב-nodes סמיקונדקטור מהדור הבא. רטיקלס, או פוטומסק, הם קריטיים בהעברת תבניות מעגלים על גבי צלחות סיליקון, והדיוק שלהם משפיע ישירות על ביצועי השבבים והתפוקה.

ליטוגרפיה EUV, הפועלת על אורך גל של 13.5 ננומטר, הפכה להיות חיונית עבור nodes מתקדמים של 5 ננומטר ומטה. המורכבות של ייצור רטיקל EUV גבוהה משמעותית מ-DUV, ודורשת מסכות ניקיות ללא פגמים, חומרים סופגים מתקדמים, וציפויי רפלקציה מרובי שכבות. ASML Holding NV, הספק היחיד של סורקי EUV, משתף פעולה מקרוב עם ספקי מסכות ניקיות וחנויות מסכה כדי להבטיח איכות קפדנית הנדרשת לייצור בנפח גבוה. HOYA Corporation וAGC Inc. הם ספקים מובילים של מסכות ניקיות EUV, משקיעים בסביבות ייצור בעלות ניקיון גבוה ובמטרולוגיה מתקדמת כדי לצמצם פגמים ולשפר את התפוקה.

ליטוגרפיה DUV, המשתמשת באורכי גל כמו 193 ננומטר (ArF), נשארת חיונית עבור nodes בוגרים ושכבות קריטיות מסוימות גם בתהליכים מתקדמים. ייצור רטיקל DUV מבוסס יותר ונמשך, אולם שיפורים מתמשכים מתמקדים בצמצום פגמים, עמידות פלקלים, ואמיתות תבנית. Photronics, Inc. וToppan Inc. הן מהיצרניות הגדולות של פוטומסק עצמאיים, התומכים בייצור מסכות DUV ו-EUV ליצרני מעגלים משולבים ברחבי העולם.

חידושים מתפתחים בטכנולוגיית רטיקל מתמודדים עם האתגרים שנובעים מהתרחבות נוספת ומארכיטקטורות מכשירים חדשות. עבור EUV, השקת מערכות בעלות NA גבוהה (זווית מספרית)—שצפויה להיכנס לייצור פיילוט בשנת 2025—דורשות מפרטים עוד יותר הדוקים למסקות, כולל שטח שטוח יותר, פגמים מופחתים, וחומרים לפלקל חדשים המסוגלים לעמוד בפני חשיפה לאנרגיה גבוהה. Intel Corporation וTaiwan Semiconductor Manufacturing Company Limited (TSMC) עוסקות בפיתוח והסמכה של פתרונות רטיקל מהדור הבא בשותפות עם שרשרת הספקה.

בהסתכלות קדימה, תחום ייצור הרטיקל צפוי לראות אוטומציה מוגברת, ביקורת מוגדרת על הקו, וניתוח פגמים באמצעות AI כדי לענות על הדרישות של nodes מתחת ל-2 ננומטר ואינטגרציה הטרוגנית. ההתמקדות של התעשייה תישאר על צמצום זמני מחזור, שיפור התפוקה, ואמצאות פוטוגרפיה חדשים, וכך להבטיח שטכנולוגיית הרטיקל תמשיך לתמוך בהתקדמות של הקטנות מכשירים סיליקון במשך החצי השני של העשור.

שחקנים עיקריים ודינמיקות תחרותיות (ASML, Toppan, Photronics ועוד)

תחום ייצור רטיקל של ליטוגרפיה סיליקון מתאפיין במספר מצומצם של שחקנים ממומחים, שלכל אחד מהם יש השפעה משמעותית על שרשרת האספקה של סמיקונדקטור. נכון ל-2025, הנוף התחרותי נכתב על פי מנהיגות טכנולוגית, הרחבת קיבולת, ושיתופי פעולה אסטרטגיים, עם התמקדות בתמיכה בדחיפה הבלתי פוסקת לעבר nodes תהליך קטנים יותר ואריזות מתקדמות.

ASML עומדת ככוח מרכזי בתעשייה, לא רק כספק היחיד בעולם של מערכות ליטוגרפיה באולטרה סגול קצה (EUV) אלא גם כספק מפתח של פתרונות בדיקה למסקות (רטיקל) ומטרולוגיה. בעוד שASML אינה מייצרת רטיקלס ישירות, הציוד והתוכנה שלה חיוניים גם לייצור וגם לאבטחת איכות של פוטומסק מתקדמים, במיוחד עבור nodes מתחת ל-5nm והתקרבות של 2nm. שיתופי פעולה קרובים של החברה עם יצרני מסכות ויצרני שבבים מבטיחים שהכלים שלה נשארים בחזית גילוי פגמים ואמיתות תבנית.

בין יצרני הרטיקל המוקדשים, Toppan וPhotronics הן מובילות עולמיות. Toppan, הממוקמת ביפן, מפעילה רשת עולמית של אתרי ייצור פוטומסק והשקיעה רבות בטכנולוגיית מסכות EUV, כולל מסכות ניקיות ופלקלים. מאמצי ה-R&D המתמשכים של החברה מתמקדים בשיפור עמידות המסכות וצמצום שיעורי הפגמים, המשמעותיים לייצור בנפח גבוה ב-nodes מתקדמים. Photronics, הממוקמת בארצות הברית, היא ספקית מרכזית נוספת, המספקת ליצרני שבבים משולבים (IDMs) עם פורטפוליו רחב הכולל מסכות מבוגרות ועד טכנולוגיות מסכה על קצה. בשנים האחרונות Photronics הרחיבה את קיבולות הייצור שלה באסיה ובארצות הברית, בתגובה לביקוש הגדל למסכות EUV ו-DUV.

שחקנים נוספים משמעותיים כוללים את Dai Nippon Printing (DNP), שבדיוק כמו Toppan, היא מעצמה יפנית עם התמחות ברפואה למסכות משופרות. Dai Nippon Printing ידועה בחדשנות שלה בחומרים לתוך המסכה ואינטגרציה בתהליך, תומכת במעבר של התעשייה לרימות שונות מהדור הבא. בנוסף, Hoya Corporation מספקת מסכות ניקיות באיכות גבוהה ופלקלים, אשר הם בסיסיים לתהליך ייצור הרטיקל (Hoya Corporation).

בהסתכלות קדימה, צפויות דינמיקות תחרותיות להתחזק כפי שהתעשייה מתקרבת לליטוגרפיה EUV בעלת NA גבוהה ולייצור בקטגוריית 2nm. מורכבות המסכות, עלותן ודרישות האיכות הולכות ועולות, מה שמוביל להשקעה נוספת ב-R&D ואוטומציה. בריתות אסטרטגיות בין ספקי ציוד, יצרני מסכות ומפעלי שבבים יהיו קריטיים כדי להתמודד עם מכשולים טכניים ולהבטיח עמידות בשרשרת האספקה. רמות גבוהות של חסמים להיכנס לשוק ועוצמת הון, וניצולת יש צורך חץ להמשיך בחדשנות ימשיכו להבטיח שהרשימה הנוכחית של השחקנים המובילים תישאר דומיננטית במשך השנים הבאות.

שרשרת אספקה וחומרים: מצעי זכוכית, פלקלים ורטיקלים

שרשרת האספקה של ייצור רטיקל של ליטוגרפיה סיליקון היא מערכת אקולוגית מורכבת ומיוחדת, עם תלויות קריטיות בחומרים מתקדמים כגון מצעי זכוכית, פלקלים ורטיקלים. כאשר תעשיית הסמיקונדקטור מתקדמת לתוך 2025, הביקוש לרטיקל גבוה דיוק, במיוחד עבור ליטוגרפיה ב-EUV וב-DUV המתקדמת, ממשיך לגדול, המנוגן על ידי הדחיפה לעבר nodes בתהליך מתחת ל-3nm והגברת השימוש באינטליגנציה מלאכותית, כלי רכב ותוכנות למחשוב גבוה.

בבסיס כל רטיקל נמצא מצע הזכוכית, אותו יש להציג קעורולו, עם פגם נמוך ויציבות תרמית. האספקה הגלובלית של מצעים כאלו נשלטת על ידי טיפה של יצרנים ממומחים. HOYA Corporation ו-AGC Inc. (לשעבר Asahi Glass) הם הספקים הראשיים, המעניקים זכוכית קוורץ סינתטית טהורה במיוחד העונה על הדרישות הקפדניות של מסכות DUV ו-EUV. החברות הללו השקיעו רבות בהרחבת הקיבולת ובשיפור תהליכי הייצור כדי לעמוד במורכבות ההולכת ועולה ובדיוק הדרוש שהישות של ליטוגרפיה מתקדמת דורשת.

רטיקלים, שהם מצעי זכוכית מצופים בשכבות דקות של כרום וחומרים אחרים, מהווים את הבסיס לתהליך תכנות הפוטומסק. השוק למסכות ניקיות EUV הוא מאתגר במיוחד בשל הצורך בציפויים של שכבות מרובות ללא פגמים ובשטח שטוח קיצוני. HOYA Corporation וShin-Etsu Chemical Co., Ltd. הן מבין החברות הבודדות המסוגלות לייצר רטיקלים ב-EUV בקנה מידה, עם השקעה מתמשכת בטכנולוגיות בדיקות ומטרולוגיה כדי לעמוד בדרישות ללא פגמים של מפעלי דגל.

פלקלים—שכבות דקות ושקופות שמגנות על פני השטח של המסכה מפני זיהום חלקיקים במהלך חשיפה—הם רכיבים קריטיים נוספים בשרשרת האספקה. עבור ליטוגרפיה DUV, טכנולוגיית הפלקלים מתקדמת, עם ספקים כמו Mitsui Chemicals, Inc. וShin-Etsu Chemical Co., Ltd. המעניקים פתרונות עמידים. עם זאת, פלקלים של EUV נשארים צוואר בקבוק בשל הדרישות הקיצוניות עבור העברה, עמידות, ושליטה בזיהום באורכי גל של 13.5 ננומטר. ASML Holding NV, הספק היחיד של מערכות ליטוגרפיה EUV, משקיעה בעבודת שיתוף פעולה עם ספקים כדי לזרז את פיתוח והסמכת פלקלי EUV, כאשר שיפורים לאחור צפויים להתרחש בשנים 2025 ומעבר לכך.

בהסתכלות קדימה, שרשרת האספקה של חומרים לרטיקל צפויה להישאר הדוקה, עם הרחבות קיבולת ושדרוגי טכנולוגיה ממשיכים, אך מתמודדת עם דרישות טכניות גוברות של nodes מתקדמים. שיתופי פעולה אסטרטגיים בין יצרני ציוד, ספקי חומרים ומפעלי סמיקונדקטור יהיו חיוניים להבטיח אספקה רציפה של מצעים, רטינקל גבוהים וברור תקנים של פלקלים. היכולת של התעשייה להגדיל את החומרים הקריטיים הללו תשפיע ישירות על קצב החידוש והייצור הנפחי בליטוגרפיה המתקדמת במשך החצי השני של העשור.

תהליך ייצור רטיקל: דיוק, תפוקה ובקרת איכות

תהליך ייצור הרטיקל הוא אבולוציה קריטית בייצור ליטוגרפיה סיליקון, שמשפיעה ישירות על הדיוק, התפוקה ובקרת איכות של ייצור מכשירים סמיקונדקטור. בשנת 2025, התעשייה ממשיכה לדחוף את הגבולות של טכנולוגיית רטיקל, המנוגנת על ידי הביקוש על nodes מתקדמים כמו 3 nm ומעבר לכך, כמו גם האימוץ של ליטוגרפיה EUV. רטיקלס, הידועים גם כפטומסק, משמשים כ.templates.master לתבניות מעגלים משולבים על גבי צלחות סיליקון, והייצור שלהם דורש דיוק יוצא דופן ושליטה בפגמים.

ההליך מתחיל בבחירת מצעים קוורץ או זכוכית בתואר עליון, המצויידים בשכבה של חומר רגיש לאור. הכתיבה בקו אלקטרוני (e-beam) היא השיטה השלטת לתכנות מצעים אלו, שמספקת את הרזולוציה של תת-ננומטר הנדרשת היום עבור המכשירים המתקדמים ביותר. ספקים מובילים כמו HOYA Corporation וASML Holding מספקים הן את המצעים הריקים והן את מערכות הכתיבה עם ה-e-beam המתקדמות הנדרשות להליך זה. הכתיבה בקולקציה מפותחת והאזורים חשופים נחרטים כדי ליצור את התכנים הנדרשים של מעגל. שלב ניקוי ובדיקה אחריו הם קריטיים להוצאת מזהמים ולהבטיח מסכות ללא פגמים.

בקרת איכות היא קריטית, מכיוון שגם פגם יחיד על רטיקל יכול להיות משוכפל על פני אלפי שפה, מה שיביא להפסד אמיתי. מערכות בדיקה מתקדמות, כמו אלו שהופקו על ידי KLA Corporation וHitachi High-Tech Corporation, משתמשות בטכנולוגיות DUV ו-e-beam כדי ללטש ולסווג פגמים ברמה ננומטרית. כלים לתיקון, שמשתמשים פעמים רבות בטכנולוגיות של פוקוס יון (FIB) או e-beam, משמשים לתקן פגמים קטנים, ובכך לשפר את התפוקה באסורה.

המעבר ל-EUV הציג אתגרים חדשים בייצור רטיקל. מסכות EUV דורשות ציפויים מרובים של שיקופים והן רגישות יותר לפגמים וזיהום. חברות כמו Photronics, Inc. וDai Nippon Printing Co., Ltd. השקיעו רבות ביכולות ייצור מסכות EUV, כולל ניקוי מתקדם, אינטגרציית פלקל (שכבת הגנה), ופתרונות מטרולוגיה. התעשייה חוקרת גם חומרים חדשים ובקרות תהליך כדי להפחית פגמים במסכות ולשפר את משך הזמן שלהן.

בהסתכלות קדימה, הדגש יימשך על הגדלת דיוק המסכות, הפחתת פגמים, ואוטומציה של בקרת איכות. הוספת אינטיליגנציה מלאכותית ולמידת מכונה לזרימת העבודה של השיקה ובדיקה צפויה לשפר עוד יותר את התפוקה והביצועים. ככל שהגאומטריות של המכשירים ממשיכות להצטמצם ומורכבותם עולה, תהליך ייצור הרטיקל יישאר אדון קריטי של חדשנות סמיקונדקטור.

ביקוש משתמשי קצה: מסדרים, IDMs ומארזים מתקדמים

הביקוש לייצור רטיקל של ליטוגרפיה סיליקון קשור בקשירות לדרישות של מסדרי סמיקונדקטור מתקדמים, יצרני מכשירים משולבים (IDMs) ונותני שירותים לאריזות מתקדמות. נכון לשנת 2025, התעשייה חווה צמיחה חזקה בביקוש לרטיקל, בו בזמן שהיא מועברת לתהליך מתוצרת מתחת ל-5nm ו2nm המתקדמים, כמו גם גידול באמצעים למארזים מתקדמים כמו שליחה 2.5D ו3D.

מסדרים מרכזיים, כולל חברת Taiwan Semiconductor Manufacturing (TSMC) וSamsung Electronics, מרחיבים את הקיבולת ל-EUV כדי לתמוך בייצור בנפח גבוה ב-nodes המתקדמים ביותר. רטיקלים ב-EUV, הנדרשים להיבחר ללא פגמים עם מבנים פוטומסק מרובי שכבות, בביקוש גבוה במיוחד. TSMC, לדוגמה, הודיעה על תוכניות לקידום קיצוניות לתהליך שלה ב-2nm, תוך היעד להפקת הכמות הסופית בשנת 2025, משמעת עלייה משמעותית ברכישת רטיקלים ב-EUV ובסיבובי בדיקה. באופן דומה, Samsung משקיעה במפעלי +EUV מתקדמים כדי לשמור על תחרותיות בשוקי הלוגיקה וזיכרון.

IDMs כמו Intel Corporation גם מניעים חידוש רטיקל כאשר הם מקדמים את מפת הדרך של הנodes. האימוץ של EUV עבור Intel 4 וIntel 3 nodes, ותוכניותיהם לתהליכים מתקדמים יותר, משעהע את המורכבות ואת כמות ההזמנות לרטיקים. האסטרטגיה IDM 2.0 של Intel, אשר כוללת גם ייצור פנימי וגם שירותי מסדרים, צפויה להניע עוד יותר ביקוש למסכות ברמה גבוהה.

במקביל, עליית האריזות המתקדמות—בעיקר אדריכליות על בסיס chiplס ואינטגרציה הטרוגנית—יצרה דרישה חדשה לייצור הרטיקל. ספקי שירות למועבר סמיקונדקטור וחידוש (OSAT), כמו ASE Technology Holding, משקיעים יכולות ליטוגרפיה לשכבות שכבת שינוי (RDL) ולתהליך ייצור אינטרפוזים. יישומים אלו דורשים רטיקל עם גדלים שדה גדולים יותר ומפרטים דקדקניים יותר, מה שמרחיב עוד יותר את השוק מעבר לליטוגרפיה המסורתית ברמת הצור.

בהסתכלות קדימה, התחזית עבור ייצור רטיקל נשארת חזקה. ההקטנה המתמשכת של מכשירים לוגיים וזיכרוניים, יחד עם הגיוון בטכנולוגיות האריזות, תומכת בביקוש גבוה למסכות מתקדמות. הספקים מגיבים על ידי השקעות באיכות המסכות, כלים לבדיקה, ומערכות כתיבה ב-e-beam כדי למלא את הדרישות המחמירות של מכשירים מהדור הבא. ככל שהתעשייה נעה לכיוון EUV בעלת NA גבוהה ואפילו תרכובות אינטגרציית מורכבות יותר, שיתוף פעולה בין משתמשי קצה ליצרני רטיקל יהיה קריטי כדי להבטיח שהיעדים ליכולת וביצועים יושגו.

רגולציה, IP וסטנדרטים תעשייתיים (SEMI, IEEE)

נוף הרגולציה, הקניין הרוחני (IP) וסטנדרטים תעשייתיים של ייצור רטיקל של ליטוגרפיה סיליקון מתפתח מהיר כאשר תעשיית הסמיקונדקטור מתקדם לעבר nodes מתחת ל-2nm וליטוגרפיה EUV (אולטרה סגולה קצה) בעלת NA גבוהה. בשנת 2025 ובשנים הקרובות, עמידה בסטנדרטים גלובליים והגנה חזקה על IP הן קריטיות ליצרני רטיקלים, לאור המורכבות והערך ההולכים וגדלים של טכנולוגיית הפוטומסק.

ארגון SEMI נשאר הגוף הראשי לפיתוח ולתחזוק סטנדרטים רלוונטיים לייצור רטיקל. סטנדרטים של SEMI כמו סדרת P (הקשורה לחומרים לפוטומסק, טיפול וניקיון) וסדרת E (ממשקי ציוד ואוטומציה) מעודכנים באופן שוטף כדי לעמוד בדרישות החדשות עבור nodes מתקדמים. בשנת 2024, SEMI שחרר עדכונים לסטנדרטים כמו SEMI P47 (המגדיר ניקיון עבור מסכות EUV) ו-SEMI E142 (המגדיר מיפוי מצעים עבור טיפול במסכות), המייצגים את המעבר של התעשייה לדרישות מחמירות יותר של שליטה בזיהום ואוטומציה בחנויות המסכות. צפויים עוד עדכונים לסטנדרטים הללו ככל שתעודות EUV בעלות NA גבוהה יהפכו לנורמה בשנת 2025 ומעבר לכך.

IEEE משחקת גם תפקיד משמעותי, במיוחד דרך הסטנדרטים שלה לפורמטים של נתונים (כגון OASIS ו-GDSII) והבקרות על תהליכי נתונים במכונות. עמותת הסטנדרטים של IEEE ממשיכה לשתף פעולה עם קונסורציום תעשייתיים על מנת להבטיח שפרוטוקולי ה обмен נתונים יישארו במקביל לגידול בכמויות הקבצים ובמורכבות של הרטיקלים מהדור הבא.

בפן הרגולטורי, בקרות ייצור ואבטחת שרשרת האספקה הולכות והופכות למשמעותיות יותר. ארצות הברית, האיחוד האירופי, ויפן הידקו את הרגולציות לגבי ייצוא טכנולוגיות ומסמכים פוטומסק מתקדמות, במיוחד באלו המשמשות בליטוגרפיה EUV, כדי להבטיח ביטחון לאומי ולשמור על הכוח הטכנולוגי. חברות כמו ASML ( הספק היחיד של סורקי EUV), Toppan וPhotronics חייבות לנסח את הפיקוח האילם במהלך מתן שירותים ללקוחות גלובליים, במיוחד לאור המתח הגאופוליטי המתמשך.

הגנה על קניין רוחני נשארת בעדיפות עליונה, מכיוון שייצור רטיקל כרוך בתהליכים, חומרים וטכניקות בדיקה שנתפסות כמקנות זכות יוצרים. יצרני מסכות בולטים, כולל Hoya וDai Nippon Printing (DNP), משקיעים רבות בניהול תיקי פטנטים וסודות מסחריים כדי להגן על החידושים שלהם. התעשייה ראתה עלייה בהסכמים להצלבת רישיונות ולעתים אף בתביעות משפטיות, ככל שהחברות מנסות להבטיח את המעברים בתחרות הנוספת במגזר המסכות בעל הערך הגבוה.

בהסתכלות קדימה, ההצטלבות של בקרה רגולטורית קפדנית, סטנדרטים מתפתחים של SEMI ו-IEEE ואכיפת IP משוגעת תהווה את סביבת התחרות ופעולה עבור יצרני הרטיקל. בעלי מניות בתעשייה צפויים להגדיל את שיתוף הפעולה דרך בגופים ועמותות לסטנדרטים כדי להתמודד עם אתגרים שצצים, כגון פגם במסכה בקנה מידה אטומי והחלפת נתונים בטורים עם מערכות ייצור מבוזרות.

אתגרים: עלות, פגמים והתרחבות ל-nodes מתחת ל-2nm

ייצור רטיקל של ליטוגרפיה סיליקון—המכונה גם פוטומסק—נתקל באתגרים גוברים ככל שתעשיית הסמיקונדקטור מתקדמת לקראת nodes טכנולוגיים מתחת ל-2nm בשנת 2025 ומעבר לכך. המורכבות, עלות ובחינת הפגמים הקשורים לייצור רטיקל הולכים ומחמירים, כשהם מונעים מהדרישות של ליטוגרפיה באולטרה סגול קצה (EUV) והדחיפה הבלתי פוסקת לדיוק תבנית גבוה יותר ולגודלים קטנים יותר של תכנים.

אחד מהאתגרים המשמעותיים ביותר הוא עלות הייצור הגוברת של הרטיקל. רטיקלס EUV, שהם חיוניים ל-nodes מתחת ל-5nm ול-nodes מתקדמים מתחת ל-2nm, דורשים מצעים שטוחים לחלוטין, הנחשבים לאתגר, ועשויות להיות טכנולוגיות סבוכות של ציפויים רפלקטיביים מרובי שכבות. עלות רכישת רטיקל EUV יחיד יכולה לעבור את ה-$300,000, עם הערכות מסוימות קרובות ל-$500,000 ככל שהמורכבות בונה. מדובר בקפיצה משמעותית בהשוואה לרטיקל DUV, והטרנד צפוי להימשך ככל שגאומטריית המכשירים מתכווצת ותבניות המסכות הופכות יותר נרחבות. יצרני רטיקל מובילים כמו HOYA Corporation וPhotronics, Inc. משקיעים רבות בטכנולוגיות בדיקה ותקון מתקדמות כדי לנהל עלויות אלו ולשמור על התפוקה.

פגמיםנשארים כאיום קרדינלי. עד ל-nodes מתחת ל-2nm, גם הפגם הקטן ביותר ברטיקל יכול להוביל להפסדי תפוקה ניכרים או כישלון מכשיר. רטיקל של EUV רגילים נפגעים במיוחד מעיוות ופגמים זמניים רגילים. חברות כמו ASML Holding NV, שמספקת גם סורקי EUV וכלים לבדיקה, מפתחות מערכות בדיקה מתקדמות שאמורות לזהות פגמים מתחת ל-10nm. למרות זאת, התעשייה עדיין חוסרת פתרון בדיקה פירסמת, חייכה גבוהה, ובקשה מהרגילה מובילה לבעיות.

התרחבות ל-nodes מתחת ל-2nm מציגה אתגרים נוספים במידת הדיוק של התבניות ובקרת תהליך המסכה. הגודלים הנדרשים מתקרבים לגבולות הפיזיים של טכנולוגיות כתיבה וחביקה ועדיין מתמחות. JEOL Ltd. וNuFlare Technology, Inc. נמצאות אצלן בודדות המייצרות器 מכשירי כתיבה כגון עם ששום תוצא מדיוק ודיוק עונה כולם לתנאים של תהליכים אחרים. בינתיים, הזמן של תחזוקה של נכתב עולה, מה שמגביר את עלויות ומאריך את זמני הייצור.

בהסתכלות קדימה, התעשייה חוקרת חומרים חדשים, כגון פלקלים חזקיים יותר ומסיכות מתקדמות, כמו גם טכניקות ליטוגרפיה חישובית מתקדמת כדי לפצות על פגמים במסכות. שיתוף פעולה לאורך כל שרשרת האספקה—כולל מסדרים, ספקי ציוד, וחנויות מסכות—יהיה קריטי כדי להתמודד עם האתגרים אלו ולאפשר ייצור כלכלי של רטיקל ל-nodes מתחת ל-2nm ובשורות אחרות.

תחזית עתידית: הזדמנויות אסטרטגיות וטכנולוגיות משבשות ל-2029

העתיד של ייצור רטיקל של ליטוגרפיה סיליקון מוכן לשינוי משמעותי עד 2029, המנוגנת מהדחיפה הבלתי פוסקת לעבר nodes תהליך קטנים יותר, האימוץ של ליטוגרפיה באולטרה סגולה קצה (EUV), והאינטגרציה של חומרים בטכנולוגיה מתקדמת ואוטומציה. ככל שיצרני הסמיקונדקטור נעו לעבר nodes מתחת ל-2nm, הביקוש לרטיקל ביכולות גבוהות, כראייה בולנונית יותר, ויעילותה הפיזית גוברת.

אחת מהמניעים החשובים ביותר היא התפשטות המהירה של ליטוגרפיה ב-EUV, שמחייבת רטיקל שאין בהם טעמים קפדניים יותר. רטיקל בליטוגרפיה EUV המיוצר על מצעים שטוחים לחלוטין ידרוש טכנולוגיות חדשות עתירות שאלות, ציפויים ופלקלים להגנה מפני זיהום חלקיקים. ספקים בולטים כמו ASML Holding וToppan משקיעים בדרכים רבות בטכנולוגיית יצור רטיקל בחברת-loading, שאתה תשתף עם ASML Holding לספק את יכולת המס על הטכנולוגיה הנדרשות של בבדיוק הפוטומסק. Photronics וDai Nippon Printing (DNP) גם מרחיבים את יכולות הייצור של הרטיקל ב-EUV כדי לענות על הבקשות השלכות הנרדפות של המסדרים.

אוטומציה ואינטליגנציה מלאכותית (AI) צומחות כטכנולוגיות משבשות בייצור רטיקל. בדיקות אוטומטיות לפגמים, דיוק שבהית העניין ונתוני אנליזה משולבים בקווי הייצור כדי לשפר את התפוקה, ובסוף להטיל אם כל בתחומים נוספים. חברות כמו KLA Corporation נמצאות בחזית, מספקות כלים מדודים ובחינה העושות שימוש באינטליגנציה מלאכותית כדי לזהות פגמים תת-ננומטרים באחריות ולעקוב את איכות המס.

אסטרטגית, האינדוסטריה רואה שיתוף פעולה גובר בין יצרני הרטיקל, ספקי ציוד וחברות סמיקונדקטור. שיתופי פעולה לפיתוח משותף וקונסורציום מקדמים את אישור חומרים חדשים, כמו זכוכית בצורה מבוקרת לחום וציפוי פלקלים חדשים, הנדרשים לרטיקל מהדור הבא. הדחיפה לשיפור באנרגיה ובומקום וטהור מתפתחת גם משתקפת במציאות ייצור רטיקלים.

בהסתכלות קדימה ל-2029, תחום ייצור הרטיקל צפוי לראות עוד חוסכים, כאשר השחקנים המובילים יגדילו את קיבולתיהם כדי להתמודד עם הגורמים הכלכליים והדרישות הטכניות של המידות המתוצאות. החדרת ליטוגרפיה של EUV בעלת NA גבוהה תדרוש פתרונות רטיקל נוספים, תוך פתיחת הזדמנויות לחדשנות בעיצוב המסכות, בדיקות ותיקון. ככל שהתעשייה של הסמיקונדקטור מתקדם לכיוון גאומטריות צורות מתכווצות ומעלה את קצב האינטגרציה, החשיבות האסטרטגית של ייצור רטיקל תמשיך לגדול, וההפכה ללהתקדם השקעה וחדשנות טכנולוגית עבור הענף.

מקורות והפניות

• Toppan
• Dai Nippon Printing
• Hoya Corporation
• ASML
• KLA Corporation
• Photronics, Inc.
• AGC Inc.
• Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.
• Mitsui Chemicals, Inc.
• Hitachi High-Tech Corporation
• ASE Technology Holding
• IEEE
• JEOL Ltd.
• NuFlare Technology, Inc.