המכונה שחורטת שבבים היא קריטית לטכנולוגיה היומיומית שלנו.
קרדיט תמונה: Connect world/Shutterstock.com
תחריט נראה כמו טכניקה כל כך מיושנת (תקופה מסוימת זו הייתה גם תחרות אולימפית) שבדרך כלל לא מקשרים אותה עם טכנולוגיה חדשנית. עם זאת, שבבים משולבים המשמשים בכל המכשירים האלקטרוניים שלנו נחרטים, עם דפוסים מודפסים על פרוסת סיליקון. ויש מכונה אחת בעולם שעושה את זה.
ליטוגרפיה מתקדמת של חומרים מוליכים למחצה (ASML) נעשית על ידי תאגיד רב לאומי הולנדיASML Holding, חברה שאין לה כמעט תחרות בנושא ליטוגרפיית אולטרה סגול אקסטרים. זוהי טכניקת ההדפסה ליצירת עיצובי השבבים הקטנים והמורכבים ביותר. החברה מסוגלת לחרוט עיצובים קטנים עד 8 ננומטר. לשם השוואה, עובי שערה אנושי הוא בסביבות 80,000 ננומטר.
ההדפסה היא קריטית לצ'יפס. הרשת של קווים חרוטים שנוצרו על ידי המכונות היא לא רק לראווה. ההדפסה יוצרת מספר רכיבים אלקטרוניים כגון טרנזיסטורים, נגדים וקבלים - חיוניים בתפקודים של מעגלים משולבים. הגודל של השבבים האלה הוא סופי מכיוון שגודל הטכנולוגיה שלנו הוא סופי במיוחד כשזה מגיע לדברים כמו טלפונים ניידים. אז ככל שאתה יכול לחרוט יותר על מוליך למחצה בודד, השבב שלך טוב יותר - וכדי לחרוט יותר אתה צריך להקטין.
זו הסיבה שהמכונה משתמשת באור אולטרה סגול קיצוני. לאור הלייזר של פלזמה זו יש אורך גל של כ-13 ננומטר, קרוב להתחלה (השרירותית) של אור רנטגן. מערכות אופטיות חכמות משמשות לגילוח של כמה ננומטרים. יש גישות לללכת אפילו רחוק יותראבל אי אפשר לחזור על זה לנצח. בסופו של דבר - לא רחוק מדי לעתיד - ההשפעות הקוונטיות והתרמודינמיות של אטומי סיליקון בודדים (שקוטרם הוא 0.26 ננומטר) יעצרו את התחריט מלהצטמצם.
אז תכנונים חכמים כמו מעגלים משולבים תלת מימדיים או תוכנה טובה יותר או מבנים שונים יצטרכו לפצות על המגבלות שהפיזיקה הטילה על הטכנולוגיה הזו. ובכל זאת, החברה תמשיך לשלוח את המכונות המדהימות שלה כדי שחברות טכנולוגיה יוכלו להדפיס את השבבים שלהן.
המונופול של ASML Holdings הוא באמת אנומליה – אנומליה שיכולה להיות בעלת השלכות מרחיקות לכת. הם חברה חזקה והם משפיעים מאוד בהתחשב בכך שלכל דבר בימינו יש שבב סיליקון בפנים. המכונות שלהם גדולות מאוד וגילינו מה קורה כשמשהו עוצר את זרימת הסחר - המחסור בשבבים של השנים האחרונות הוא ההשפעה המתמשכת שלמגפת COVID-19.
ליתוגרפיה אולטרה סגולה קיצונית היא טכנולוגיה חיונית לכל דבר שאנו עושים, אך לא ידועה למרחקים. לספק היחיד של המכונה שמייצר את כל השבבים המשולבים בעולם יש תפקיד מכריע ודומיננטי.
