Laser EUV e litografia EUV: definizione, applicazioni, esempi

A causa della crescente digitalizzazione, la tecnologia e l’economia dipendono da un costante progresso. Una delle aree più importanti è la performance del computer. Una forte performance del computer permette una migliore guida autonoma, dispositivi mobili o progressi nel campo dell’intelligenza artificiale. La sfida del miglioramento è di mettere sempre più transistor su piccoli chip.

Come funziona la tecnologia innovativa

Attualmente ci sono 10 miliardi di transistor su piccoli microchip negli smartphone. Questi hanno già un milione di volte la potenza di calcolo del computer usato per sbarcare sulla luna nel 1969. All’inizio degli anni ’70, i microchip della stessa dimensione contenevano circa 2000 transistor. Gordon Moore, il cofondatore di Intel, aveva previsto nel 1965 che il numero di transistor nei chip sarebbe raddoppiato ogni due anni. Nei decenni successivi, si è scoperto che aveva ragione. Questa legge è diventata nota come “Legge di Moore”. Tuttavia, i passi che portano al miglioramento diventano sempre più complicati dopo un certo tempo in progressioni esponenziali.

I microchip sono stati prodotti per 40 anni utilizzando la tecnologia della litografia ottica. Le strutture dei componenti elettronici sono trasferite da una maschera a un wafer di silicio. Il processo viene ripetuto circa 100 volte mentre vengono utilizzate maschere diverse. Il risultato è una struttura tridimensionale di conduttori e transistor. Un’immagine nitida di piccole strutture dipende da piccole lunghezze d’onda e grandi angoli di apertura dell’ottica.

Negli ultimi anni, questo processo ha raggiunto i suoi limiti a causa delle crescenti esigenze della tecnologia e del business. La litografia EUV offre nuove opportunità e potrebbe spingere questi limiti, il che è particolarmente interessante per le più grandi aziende elettriche in Germania. In parole povere, un sistema di litografia EUV consiste di tre componenti essenziali: Una fonte di radiazione con protezione dei residui e un collettore, un wafer con fotoresist e un’ottica e una maschera di imaging. Il nuovo processo utilizza altre gamme di lunghezze d’onda e si concentra sulla forte luce ultravioletta come fonte di radiazione. L’ultravioletto ha una lunghezza d’onda molto corta. Inoltre, l’orientamento su sistemi ottici e specchi sofisticati permette la riproduzione di strutture minuscole. Il collettore agisce come un’ottica di raccolta in modo che la radiazione possa essere imbrigliata per il processo di esposizione. La radiazione viene poi riflessa verso il sistema di litografia. Un sistema ASLM espone più di 170 wafer all’ora. La lacca è strutturata con precisione da una maschera ottica su wafer. Questo permette la creazione di strutture finissime con sette nanometri. Il seguente confronto fornisce un’illustrazione: il sistema convenzionale lavorava con bande d’onda di luce di 193 nanometri, mentre la litografia EUV lavora nella gamma di 13,5 nanometri. La litografia EUV produce microchip che contengono dieci miliardi di transistor ma che sono grandi quanto un’unghia.

La tecnologia non è solo orientata al futuro e al risparmio di spazio, ma anche all’efficienza energetica. Rispetto alla vecchia tecnologia con una lunghezza d’onda di 193 nanometri, il nuovo processo richiede il 50% di energia in meno. L’efficienza in termini di utilizzo dello spazio è stata migliorata del 40%.

Aree di applicazione ed esempi di litografia EUV

Il continuo sviluppo nel campo delle prestazioni dei computer può garantire la produzione di circuiti sempre più piccoli e veloci. Settori come l’economia in particolare beneficiano di processi di produzione più efficienti.

Nel traffico stradale, possono sorgere rapidamente situazioni imprevedibili e pericolose. A lungo termine, la guida autonoma offre una possibilità per migliorare la sicurezza. Qui è importante che il software non sia solo in grado di frenare e sterzare automaticamente. I programmi devono essere in grado di valutare autonomamente le situazioni per agire con lungimiranza e riconoscere i potenziali pericoli. Questo tipo di guida autonoma non è ancora standard nel traffico stradale di oggi. Tuttavia, le tecniche EUV sono un modo promettente per realizzare e migliorare permanentemente tali progetti. Importanti per la guida automatizzata sono le telecamere e i sensori che aiutano a valutare le situazioni. L’ambiente viene registrato e analizzato in dettaglio. Le nuove informazioni vengono confrontate con un database memorizzato per calcolare una risposta appropriata. I microchip migliorati sono in grado di creare database sempre più grandi e di elaborare rapidamente la grande quantità di informazioni. Questo migliora la velocità di reazione e la precisione.

I laser EUV rendono possibili i moderni smartphone e tutte le funzioni speciali che contengono. I telefoni cellulari sono diventati sempre più sicuri contro il furto con l’introduzione del riconoscimento facciale. Varie caratteristiche speciali del viso sono trasmesse dalla fotocamera frontale allo smartphone, come la distanza da un occhio all’altro. Il programma integrato confronta i dati ricevuti con le informazioni memorizzate e sblocca il telefono cellulare se il proprietario può essere identificato con successo. Il fatto che i chip siano diventati sempre più potenti negli ultimi anni ha contribuito al miglioramento significativo del riconoscimento facciale. Programmi software simili sono usati negli aeroporti, per esempio.

In vari settori di servizi, gli assistenti vocali e i chatbot sono utilizzati per semplificare il lavoro. Queste intelligenze artificiali sono utilizzate nel servizio clienti, per esempio. I programmi sono offerti su siti web e possono rispondere alle domande dei consumatori. Se il software non riesce a trovare una risposta adatta nel database, sono necessari dei veri dipendenti. La tecnologia EUV permette di migliorare i chatbot e le IA. Grazie ai miglioramenti, i programmi sono in grado di riconoscere e interpretare correttamente eventuali parole ambigue. Anche le parole sbagliate possono essere riconosciute e abbinate correttamente. L’aumento della potenza di calcolo consente database sempre più grandi a cui l’IA può attingere per ottenere risultati migliori.

Premiato con il Premio tedesco per il futuro

Il 25 novembre 2020 a Berlino sono stati annunciati i vincitori del Deutscher Zukunftspreis 2020. In una cerimonia ufficiale, i vincitori del progetto “EUV Lithography – New Light for the Digital Age” sono stati premiati dal presidente federale Frank-Walter Steinmeier. Il team di esperti guidato dal dottor Peter Kürz, il dottor Michael Kösters e il dottor Sergiy Yulin ha ricevuto il premio nei settori della tecnologia e dell’innovazione.

Il Premio tedesco per il futuro, uno dei più importanti premi scientifici in Germania, viene assegnato dal 1997. L’attenzione è rivolta a onorare i prodotti che sono pronti per l’applicazione nei campi della tecnologia, dell’ingegneria e delle scienze naturali. Nell’assegnare il premio, la giuria si concentra anche sul potenziale sociale ed economico dei progetti innovativi. Solo tre squadre e le loro innovazioni sono selezionate ogni anno.

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