EUV – Ánh sáng siêu cực tím và hành trình thu nhỏ vi mạch đến giới hạn

Hùng Vũ

Sun, 24 Aug 2025

Khi bạn nhìn vào một chiếc smartphone siêu mỏng, siêu nhanh, bạn đang nhìn vào thành quả của hàng tỷ transistor siêu nhỏ nằm trên một con chip. Nhưng để “khắc” được những transistor nhỏ đến mức nhỏ hơn virus hàng nghìn lần, ngành công nghiệp phải dùng tới một loại ánh sáng vô cùng đặc biệt – đó là EUV (Extreme Ultraviolet Lithography).

EUV là gì?

EUV (Extreme Ultraviolet Lithography) là công nghệ quang khắc (lithography) sử dụng tia cực tím bước sóng cực ngắn (~13.5 nanomet) để in các chi tiết cực nhỏ lên bề mặt silicon trong quá trình chế tạo vi mạch.

So với công nghệ DUV (Deep Ultraviolet) trước đó dùng bước sóng 193nm, EUV nhỏ hơn gần 15 lần → cho phép khắc chi tiết mạch nhỏ hơn, chính xác hơn, từ đó sản xuất các chip ở tiến trình 7nm, 5nm, 3nm và sâu hơn nữa.

Tại sao EUV lại quan trọng?

✅ Thu nhỏ transistor dễ dàng hơn – giảm kích thước mạch mà không cần nhiều bước quang khắc phức tạp như trước (multi-patterning)
✅ Tăng mật độ transistor → hiệu năng cao hơn, tiết kiệm điện hơn
✅ Tăng năng suất sản xuất chip tiên tiến – đặc biệt với các tiến trình tiên tiến của TSMC, Samsung và Intel

EUV hoạt động thế nào?

Khác với ánh sáng thông thường, EUV không truyền qua thấu kính mà phải dùng gương phản xạ đặc biệt để điều khiển và hội tụ chùm tia.
Nguồn sáng EUV được tạo bằng cách bắn tia laser công suất cao vào các giọt thiếc (tin), tạo ra plasma phát ra tia EUV.
Tia này sau đó đi qua hệ gương, mask và cuối cùng “in” mẫu mạch lên lớp chống quang (photoresist) của wafer silicon.

Thách thức của EUV

❌ Chi phí cực kỳ cao: Một máy EUV do ASML sản xuất có giá khoảng 150–200 triệu USD
❌ Phức tạp về kỹ thuật: Hệ thống phải hoạt động trong môi trường chân không hoàn toàn
❌ Yêu cầu vật liệu và photoresist chuyên dụng để hấp thụ đúng mức tia EUV
❌ Tốc độ còn chậm hơn DUV, nhưng đang được cải tiến liên tục

Ai đang dùng EUV?

• TSMC: Tiên phong sử dụng EUV trong các tiến trình 5nm, 3nm

• Samsung: Đẩy mạnh sản xuất DRAM và SoC bằng EUV

• Intel: Đang tích hợp EUV vào các tiến trình từ Intel 4 trở đi

• ASML (Hà Lan): Công ty duy nhất thế giới sản xuất máy EUV thương mại

Kết luận

EUV không chỉ là công nghệ – mà là phép màu quang học giúp ngành bán dẫn vượt qua giới hạn vật lý để tiếp tục thu nhỏ, tăng hiệu năng và tiết kiệm điện. Dù tốn kém và phức tạp, EUV đang dần trở thành trụ cột không thể thiếu trong cuộc đua công nghệ chip tiên tiến.

Và một điều thú vị: chỉ một tia sáng EUV – bạn không thể nhìn thấy bằng mắt thường, nhưng nó đủ sức thay đổi cả tương lai điện toán.