Een machine van 100 miljoen

ASML geeft een kijkje in de nieuwe fabriek die EUV-machines maakt. Kolossale apparaten die ragfijne chips gaan produceren – ooit.

tttFoto ASML, bewerking Studio NRC

Hoe kleiner de chips, des te groter de machine die ze maakt.

Vandaar dat technologiebedrijf ASML een nieuwe fabriek moest bouwen voor de komende generatie lithografiemachines. Het plafond is meer dan vijf en halve meter hoog, net genoeg voor machines die, met alle bijbehorende aansturing en krachtbronnen, tientallen vierkante meters beslaan.

Dit zijn de apparaten waarmee chipfabrikanten patronen ‘drukken’: door meerdere lagen op elkaar te stapelen ontstaat uiteindelijk een hele processor. Zo eentje die uiteindelijk in een smartphone, een laptop of een slim horloge belandt.

Vibratievrij

Gisteren deed ASML de deur open van de nieuwe cleanrooms waar EUV-machines gemaakt worden. Streng verboden voor onbevoegden, maar voor één keer mag de pers rondkijken.

EUV (extreme ultraviolet) gebruikt een speciaal soort licht om nóg nauwkeuriger lijntjes te kunnen tekenen. Hoe fijnmaziger de chips opgebouwd worden, des te meer rekenkracht er op een klein oppervlak past. Daarom kan een moderne telefoon meer informatie verwerken dan een computer van vier jaar oud.

EUV tekent nettere plaatjes dan huidige lithografiemethodes en dat leidt ertoe dat fabrikanten minder chips hoeven weg te gooien. Het aantal stappen in de productie wordt bovendien kleiner – dat scheelt ook geld.

De schaalverkleining vergt enorme investeringen. Intel, TSMC en Samsung staken samen al geld in de ontwikkeling van EUV. Hoewel die vertraging opliep zijn de eerste resultaten van klanten hoopgevend. Onlangs slaagde IBM erin om met EUV een chip te produceren met lijntjes van 7 nanometer (een nanometer is een miljoenste millimeter).

Al kost een EUV-machine zo’n 100 miljoen euro („de verkoopprijs”, voegt fabrieksdirecteur Fränk Zwaans er aan toe), tot nu toe levert dat ASML geen winst op. Het is work in progress; de EUV-machines die nu bij klanten staan, draaien testen en maken nog geen onderdeel uit van het productieproces.

Dat komt doordat de lichtbron van de EUV-machine nog niet krachtig genoeg is om langdurig meer dan duizend wafers per dag te belichten (wafers zijn de ronde platen met halfgeleidermateriaal waarop chips gefabriceerd worden). ASML haalt nu 500 tot 600 wafers per dag, met uitschieters naar 1.000.

ASML (jaaromzet 5,9 miljard euro) besteedt grote delen van de productie uit bij gespecialiseerde bedrijven. De assemblage van die onderdelen vergt maar een paar weken. Het afstellen, tot op de nanometer nauwkeurig, duurt maanden.

De mensen die in de cleanrooms in Veldhoven werken hijsen zich vier keer per dag in bunny suits – stofwerende pakken. Stofdeeltjes zijn funest als je werkt op zo’n kleine schaal. De EUV-fabriek is „vibratievrij, zelfs als er een tank voorbij rijdt”.

Als de EUV-machine in Veldhoven goed bevonden is, wordt hij voor transport uit elkaar gehaald – een paar vliegtuigen vol. Dan begint het werk opnieuw: in de cleanroom van bedrijven als Intel, Samsung of TSMC wordt de machine wéér opgebouwd en ingeregeld. It’s a clean job, but someone’s go to do it.