AI-boomen pressar halvledarindustrin mot en ny fysisk gräns. Nu går ASML tillsammans med TSMC, Samsung och Intel vidare med betydligt större fotomasker för nästa generations High NA EUV-maskiner. Målet är att göra riktigt stora avancerade chip enklare att tillverka och samtidigt kunna höja produktiviteten med omkring 40 procent.

Utvecklingen av AI-chip har gått så snabbt att en flera decennier gammal standard i själva chiptillverkningen börjar bli ett problem.

ASML och TSMC meddelade den 8 september att de tillsammans ska driva övergången från dagens etablerade 6-tumsfotomasker till ett betydligt större format för framtidens High NA EUV-produktion. Intel har redan arbetat med tekniken under flera år och Samsung har också anslutit till satsningen.

Bakgrunden är behovet av allt större och mer avancerade processorer för AI och datacenter.

AI-chip börjar slå i en fysisk gräns

Bolag som Nvidia konstruerar redan enorma processorer där en stor mängd beräkningskraft samlas på samma krets.

Med dagens EUV-teknik går det att exponera chip på omkring 800 kvadratmillimeter i ett enda steg. De största avancerade datacenterprocessorerna börjar närma sig den storleken.

Nästa generations litografiteknik, High NA EUV, kan skapa betydligt mindre detaljer på kiselplattorna. ASML uppger att tekniken kan skriva strukturer som är omkring 1,7 gånger mindre än med dagens mest avancerade EUV-system och i teorin möjliggöra nästan tre gånger högre transistortäthet.

Men tekniken har samtidigt en nackdel.

Det exponeringsfält som används i dagens High NA-system är mindre. Ett mycket stort chip kan därför behöva delas upp i flera exponeringar som sedan måste sammanfogas med en metod som kallas stitching.

Det ökar komplexiteten och kan minska produktiviteten.

Det är det problemet de större fotomaskerna ska lösa.

Ska ge omkring 40 procent högre produktivitet

Genom att använda större masker ska High NA-systemen kunna exponera större kretsar effektivare.

ASML:s teknikchef Marco Pieters bedömer att förändringen kan öka systemens produktivitet med omkring 40 procent.

För chipfabriker som investerar tiotals miljarder kronor i avancerad tillverkningskapacitet kan skillnaden bli mycket stor. Ju fler fungerande chip som kan produceras under samma tid, desto bättre ekonomi går det att få i de extremt dyra fabrikerna och maskinerna.

Det handlar dessutom om utrustning där en enda High NA-maskin från ASML kostar omkring 400 miljoner dollar.

Satsningen blir därför viktig långt utanför själva maskformatet.

Hela chipindustrin måste ställa om

Att byta fotomasker är inte något som ASML kan göra på egen hand.

Masktillverkare, halvledarfabriker, materialleverantörer, automationsföretag och bolag som utvecklar programvara för chipdesign måste kunna hantera det nya formatet.

Det innebär i praktiken att en stor del av infrastrukturen runt de mest avancerade chipfabrikerna behöver anpassas.

Intel har beskrivit den kommande lösningen som ett 6 gånger 12 tum stort format och har arbetat med utvecklingen i mer än tre år.

Planen är långsiktig. En pilotlina väntas omkring 2031 och målet är att större masker ska kunna användas i avancerade High NA-system för volymproduktion omkring 2033.

Det betyder att satsningen inte löser dagens brist på AI-kapacitet. I stället handlar den om vilka fabriker som ska kunna producera världens mest avancerade chip under nästa årtionde.

TSMC, Samsung och Intel satsar på High NA

De största halvledartillverkarna befinner sig redan på olika punkter i övergången.

TSMC räknar med att använda High NA i avancerad volymproduktion från omkring 2030.

Samsung har siktet inställt på att använda tekniken för avancerade minneskretsar från 2028. Även SK Hynix utvärderar den nya masklösningen.

Intel ligger längre fram i själva införandet och uppger att High NA redan används på utvalda lager i produktionen av vissa Core Ultra-processorer.

Skillnaderna visar hur viktig tekniken har blivit i konkurrensen mellan världens största chipproducenter.

AI-boomen driver en ny investeringsvåg

För investerare är beskedet ytterligare ett exempel på hur AI-boomen sprider sig genom hela halvledarindustrin.

Efterfrågan börjar hos företag som behöver mer beräkningskraft. Nvidia och andra chipdesigners utvecklar större och mer avancerade processorer. Därefter måste TSMC, Samsung och Intel bygga fabriker som klarar att producera dem.

Till sist måste även företagen som tillverkar verktygen bakom fabrikerna utveckla helt ny teknik.

ASML har redan märkt av den utvecklingen.

Bolaget höjde under sommaren prognosen för försäljningen 2026 till mellan 43 och 45 miljarder euro och planerar att öka sin produktionskapacitet kraftigt. Efterfrågan på EUV-system har drivits upp av de stora investeringarna i AI-infrastruktur.

De större fotomaskerna pekar mot nästa fas av samma utveckling.

ASML stärker Europas position

Satsningen har också en tydlig europeisk dimension.

ASML är nederländskt och ensam leverantör av de EUV-maskiner som krävs för att tillverka världens mest avancerade halvledare.

TSMC, Samsung och Intel konkurrerar om produktionen. Nvidia och andra bolag konkurrerar om vilka AI-chip som ska dominera marknaden.

Men samtliga är beroende av att litografitekniken fortsätter utvecklas.

Det gör ASML till ett av Europas mest strategiskt betydelsefulla teknikföretag.

När AI-chip nu blir så stora och komplexa att även själva fotomaskerna måste göras om blir det samtidigt tydligt hur omfattande nästa steg i AI-kapplöpningen kan bli.

Det räcker inte längre att bygga snabbare processorer.

Hela fabriken runt dem måste utvecklas tillsammans.