Если вы разберете на детали свой телефон и посмотрите на его чип под микроскопом, то увидите на нем узоры, выложенные из наноэлементов и их наслоений. И их делает не маленький зверек, а аппараты стоимостью в $230 миллионов каждый.

Эти технологии, становящиеся предметом геополитических конфликтов, создаются в городе Велдховен в Нидерландах. Речь идет об ASML и ее машинах-степперах, оснащенных EUV («экстремальным ультрафиолетом»). В настоящее время компания входит в 50 компаний с самой высокой рыночной капитализацией ($258 млрд по состоянию на середину 2023 года), а ее методику тщетно пытаются воспроизвести соперники.

Рассказываем, почему же ASML так уникальна, как ей помогают в работе облачные технологии и почему о ней почти никто не знает.

Что именно делает ASML

Чип сегодня можно найти в любом электронном устройстве. Именно потому, что на микросхеме размещены транзисторы — миниатюрные электрические переключатели, через которые передается ток. Эти переключатели образуют узор на кремниевой пластине в виде многослойной решетки взаимосвязанных форм. Чтобы нанести такой узор, используют литографию — технологию печати шаблона, специальной пластины с вырезанным изображением транзисторов и других нужных элементов на микросхеме. Машины, производящие литографическое нанесение, называют степперами, и именно их изготовляет ASML.

При работе степпера несколько высокоэнергетических лазеров сквозь линзы бьют по каплям жидкого олова. Первая, не очень мощная вспышка, сплющивает каплю в блин, а вторая — уже сжигает ее. В секунду этот процесс повторяется 50 тысяч раз. Диаметр каждой капли — 25 микронов. После обработки лазером возникает плазма, излучающая свет в нужные 13,5 нанометров; для сравнения: человеческий волос в диаметре составляет 90 тыс. нанометров. Столь маленький луч классифицируется как EUV (extreme ultraviolet, «экстремальный ультрафиолет»).

Но EUV начали широко использовать только в 2019 году. До этого к разработкам ASML относились скептически, а первые ее прототипы аппаратов с EUV имели множество недостатков. Значительно больший успех имели машины с DUV (deep ultraviolet, «глубокий ультрафиолет»), имеющие длину волны в 193 нанометра.

Но техгиганты на рынке осознавали, что с развитием технологий чипы должны вмещать больше возможностей для ускорения их работы, а значит, и элементы на них должны быть меньше и ближе расположены друг к другу для мгновенной передачи импульсов между ними. Нужны были степперы с более тонкими лазерами, и такие компании как Intel решили поверить в разработки ASML — в 2012 году этот производитель микросхем инвестировал в компанию более $2 млрд. Кстати, два партнера до сих пор прочно взаимодействуют и разрабатывают уже более современные системы, High-NA EUV – это почти вдвое увеличит точность лазеров.

Все степперы работают в чистых помещениях — это не просто комнаты, где хорошо убрались, а специализированные помещения, в которых в 10 тыс. раз меньше пыли и грязи, чем снаружи, благодаря тому, что они оснащены системами постоянной очистки. Даже самая маленькая видимая пылинка значительно больше элементов чипа, и ее попадание на его поверхность способно вызвать сбой, поэтому этого нельзя допустить. Чистые помещения ASML соответствуют стандарту ISO 1 и позволяют наличие всего 10 частиц грязи размером в одну десятую микрона на кубический метр. Работники компании должны входить в помещение в специализированных стерильных костюмах, которые они в шутку называют bunny suit («костюм зайчика»).

Вот так выглядит работа в «чистых помещениях / ©ASML

Единственные на рынке?

ASM Litography была создана еще в 1984 году по инициативе Philips и производителя машин для изготовления чипов Advanced Semiconductor Materials International (ASMI). Первая прогрессивная в то время ее машина PAS 5500 вышла в 1991 году, а разрабатывалась компанией-основательницей еще с 70-х, поэтому их название и происходит от нее и расшифровывается как Philips Automatic Stepper.

В 1995 году ASML стала независимым субъектом и учредители перестали владеть ее акциями. Однако наработка большой команды на протяжении десятков лет дала компании значительное преимущество и позволила вырваться вперед среди конкурентов. Сейчас на мировом рынке ASML производит 60% степперов с DUV технологией и 100% из EUV, что делает ее монополистом. Технологию EUV уже несколько лет пытается повторить Китай, и в 2022 году Huawei даже запатентовал свой способ создания такой системы, однако для массового производства он пока нерелевантен.

Хотя с 2019 года ASML запрещено продавать машины EUV в Китай, компания пока не уходит с этого рынка и продает там менее инновационные машины для DUV литографии, что составляет до 15% дохода компании. Но с 1 января 2024 г. новые ограничения от США сделают любой экспорт продукции ASML в эту страну невозможным. Основная причина: стремление Америки урегулировать развитие искусственного интеллекта, для которого требуются совершенные микросхемы. Но эти ограничения, вероятно, будут еще больше стимулировать потенциальных конкурентов ASML ускорить разработку собственных технологий, так что через несколько лет монополия может пасть.

Чтобы экспортировать один EUV-степпер, нужно 3 самолета «Боинг-747» / ©ASML

Как ASML работает в облаке

Компания пользуется облачными услугами от Google Cloud. До этого у ASML была собственная инфраструктура, но она не справлялась с быстрым увеличением данных, новыми приложениями и моделями работы. На миграцию в облако ушло несколько недель, за которые команда прошла тренировки по использованию BigQuery, Google Kubernetes Engine и Cloud Datalab, а специалисты по искусственному интеллекту и BigData мониторили весь процесс.

Облачные технологии помогают кастомизировать процесс литографии для разных клиентов – наработки ASML продаются затем в Intel, TMSC, Samsung, Apple и т.д., и под разные нужды приходится оперативно менять определенные настройки. Раньше месяцы шли только на то, чтобы инженеры провели парсинг и обработку данных, но теперь релиз новых функций проходит две недели. Все процессы BigQuery и Kubernetes проходят автоматически, анализируются и обрабатываются на основе искусственного интеллекта в облаке, что экономит инженерам ASML до 4 часов в день.

Кроме того, компания также использует облако для размещения CRM и ERP продукции SAP и программного обеспечения в области управления человеческим капиталом (HCM).

Анализ состояния картин Ван Гога / ©ASML

Не только машины

Есть до сих пор неожиданные аспекты в работе техгиганта. К примеру, в 2021 году он стал партнером музеев Van Gogh Brabant и Van Gogh Museum. Со временем работы Ван Гога становятся более тусклыми, потому что краска устаревает и портится. Чтобы своевременно это обнаруживать и реставрировать, ASML создала датчики, которые сканируют буквально каждый миллиметр картин, реагируют на малейшие изменения и исследуют, от чего они портятся: от света, влажности или температуры.

Это также одна из компаний с лучшей репутацией в Нидерландах по данным рейтинга RepTrak. Частично это из-за качественной корпоративной культуры. Несколько примеров: закрытый музыкальный фестиваль со звездами K-pop для нескольких тысяч работников в Корее и их семей; программа по благосостоянию, в которую входят занятия по йоге, бегу, работа с физиотерапевтом; комьюнити, в которые объединяются члены команды по интересам и особенностям, и в частности есть целая группа Atypical, где обсуждаются проблемы нейроразнообразия и защищаются интересы рабочих с аутизмом, СДВГ и дислексией.