Kursy • Poradniki • Inspirujące DIY • Forum
Półprzewodniki stały się fundamentem prawie każdej nowoczesnej technologii, a układy scalone są w niemal każdym urządzeniu elektronicznym.
Nie wszyscy wiedzą jednak, że do produkcji tych elementów potrzebne są drogie, skomplikowane maszyny, za którymi stoi praktycznie jedna firma – holenderskie ASML.
Kto jest światowym producentem samochodów? Jakie firmy znane są z telefonów komórkowych? Skąd pochodzą najbardziej rozpoznawalne sprzęty AGD? Pytania te na pierwszy rzut oka wydają się dość oczywiste, producentem aut są Volkswagen i Toyota, smartfony sygnowane są logo Apple i Samsunga, a sprzęty AGD pochodzą z fabryk LG.
Odpowiedzi te są jak najbardziej poprawne, ale jak to często bywa, nie wyczerpują tematu w pełni. Jeśli Volkswagen jest jednym z czołowych producentów samochodów, to czy oznacza to, że wszystko, co znajdziemy w najnowszym Golfie, pochodzi właśnie z fabryk tego niemieckiego producenta?
Tutaj odpowiedź nie jest już tak oczywista, koncern z Wolfsburgu może produkować całkiem sporo komponentów, z których budowane są nowe pojazdy, ale porównywalnie wiele części będzie pochodzić też od zewnętrznych dostawców. Podobnie jest z telefonami, choć producentem iPhone'a jest Apple, to urządzenie wcale nie jest złożone tylko z komponentów tego producenta. Co więcej, nie musi być nawet składane w jego fabryce.
Korzystanie z usług podwykonawców jest światowym standardem i proceder ten nie ominął też branży półprzewodnikowej. Pytając o producentów najnowszych procesorów, na myśl przychodzi Intel, AMD czy też Qualcomm.
Co niektórzy mogliby też wspomnieć o TSMC, czyli tajwańskiej spółce, która zajmuje się fizyczną produkcją najnowszych krzemowych rdzeni, i której istnienie w ostatnich latach przebiło się do powszechnej świadomości, głównie przez fakt tak zwanej „Półprzewodnikowej Zimnej Wojny”.
Wafle krzemowe
To, że półprzewodniki muszą być gdzieś produkowane, jest dość oczywiste, tak samo, jak to, że gdzieś musi być robiony przycisk otwierający szybę w samochodzie. Skąd jednak brane jest tworzywo na ten przycisk, z jakiej rafinerii ono pochodzi? A idąc dalej, można by spytać, gdzie wydobyto ropę naftową, która poddana procesowi destylacji, krakingu i polimeryzacji we wspomnianej rafinerii pozwoliła stworzyć plastik. Współczesne łańcuchy dostaw są naprawdę rozbudowane, co udowadnia nawet przykład prostego przycisku do otwierania szyby w samochodzie.
Zaburzenie choćby i jednego ogniwa może skutkować trwałymi przestojami w produkcji, w fabryce nieraz oddalonej o setki czy tysiące kilometrów i tak jak w przypadku Volkswagena potencjalnych producentów elementów z tworzywa sztucznego może być wielu, tak świat półprzewodników jest nieco bardziej hermetyczny.
Proces litografii
Firm obrabiających krzem nie jest aż tak wiele i, co w tej analizie jest pewną zaletą, wsad potrzebny do wyprodukowania układu scalonego nie wydaje się aż tak bardzo rozbudowany. Materiał półprzewodnikowy, towarzysząca mu chemia, woda - pod tym względem nie wygląda to na aż tak skomplikowane, ale jest jeden aspekt, który w tej branży jest niezwykle ważny - maszyny.
Tak jak nikt nie będzie zaprzątał sobie głowy producentem form do wytłaczania tworzywa sztucznego w procesie produkcji przycisków, tak w przypadku wytwarzania chipów producent maszyny litograficznej jest niezwykle ważny.
Producentów maszyn, które mogą produkować półprzewodniki, jest na świecie zaledwie kilku, a firma, której linie pozwalają budować najnowocześniejsze krzemowe rdzenie jest tylko jedna. Absolutnym monopolistą w tej dziedzinie jest holenderski ASML, firma, bez której żaden z nowoczesnych procesorów nie mógłby istnieć. I choć dziś jest to technologiczny gigant, to każda firma musiała kiedyś powstać. Dlatego też w tym artykule przyjrzymy się nieco bliżej burzliwym początkom i uporowi pracowników ASML.
Myśląc o półprzewodnikach zazwyczaj, oczami wyobraźni widzimy najnowsze procesory komputerowe, czy też te stosowane w telefonach, ale trzeba pamiętać, że jednym z najprostszych rodzajów półprzewodników jest tranzystor.
Element ten, choć obecnie już niezwykle zminiaturyzowany nadal można spotkać w postaci pojedynczego większego elementu i choć zazwyczaj tranzystorem określamy komponent jako całość, to jego kluczowym elementem jest wewnętrzny rdzeń. Ma on formę niewielkiego prostokątnego lub kwadratowego półprzewodnika, którego poszczególne warstwy tworzą odpowiedniego rodzaju strukturę wraz z przymocowanymi do niej metalowymi wyprowadzeniami.
Wnętrze tranzystora mocy produkcji Czechosłowackiej.
Choć tranzystor jest pojedynczym elektronicznym elementem, to na jego bazie konstruowane są zazwyczaj nieco bardziej rozbudowane struktury będące układami scalonymi. Te, podobnie jak element bazowy, składają się z odpowiednio zaprojektowanych warstw metalu i półprzewodnika.
Tutaj mówimy jednak o nieco innej skali, tak jak pojedynczy kawałek krzemu mógł być po prostu tranzystorem to w przypadku chipów na porównywalnej, a nierzadko znacznie mniejszej powierzchni, tranzystorów mogą być setki, tysiące, a nawet miliony. Proces produkcji takiego elementu wymaga znacznie bardziej wyrafinowanych narzędzi i warunków, choć co warto wspomnieć, da się stworzyć prosty układ scalony metodami domowymi.
Fragment rdzenia z układu hybrydowego Unitra, na jego powierzchni znalazło się oznaczenie MCY740103 określające typ układu, jak i logo fabryki CEMI i ITE (dawnego Instytut Technologii Elektronowej w Warszawie)
Punktem wyjścia jest tutaj krzemionka, występująca najczęściej w postaci piasku kwarcowego, która poddawana jest wieloetapowemu oczyszczaniu. W efekcie powstaje polikrzem o czystości rzędu 99,999…%. Tak wysoki poziom czystości jest niezbędny, ponieważ nawet śladowe domieszki mogą zaburzyć właściwości elektryczne przyszłego układu, a zaburzenie, czy też zabrudzenie choćby jednego tranzystora z wielomilionowej struktury może mieć katastrofalne skutki.
Z tak przygotowanego materiału metodą Czochralskiego przygotowywany jest pojedynczy kryształ. W procesie tym zarodek kryształu jest powoli wyciągany z roztopionego krzemu, tworząc duży, cylindryczny monokryształ. Można to porównać poniekąd do ciasta, które polewane jest kolejnymi warstwami lukru. Następnie taki cylinder tnie się na cienkie, idealnie płaskie plastry, powszechnie nazywane waflami, które po wypolerowaniu stają się podłożem dla przyszłych struktur tranzystorowych.
Monokryształ krzemu otrzymany metodą Czochralskiego
Kolejnym etapem jest utlenianie powierzchni wafla. W wysokiej temperaturze, w otoczeniu czystego tlenu lub pary wodnej, na powierzchni krzemu tworzy się cienka warstwa dwutlenku krzemu (SiO2). Pełni ona rolę izolatora, warstwy ochronnej i jednocześnie bazy dla przyszłych tranzystorów.
Clou całego procesu półprzewodnikowego jest tak zwana litografia. Na powierzchnię wafla nanosi się cienką warstwę światłoczułego materiału, czyli fotorezystu. Następnie przez odpowiednią maskę zawierającą wzór przyszłych struktur, krzem naświetlany jest UV. Po tym procesie półprzewodnik jest trawiony. Odsłonięte obszary są selektywnie usuwane, chemicznie lub przy użyciu plazmy.
Fabryka półprzewodników
Kolejnym etapem jest domieszkowanie, czyli kontrolowane wprowadzanie do struktury krzemu atomów takich pierwiastków jak bor (tworzący obszary typu p) oraz fosfor lub arsen (tworzące obszary typu n). Najczęściej odbywa się to poprzez tak zwaną implantację jonową, jony są przyspieszane w polu elektrycznym i „wstrzeliwane” w strukturę wafla. Następnie półprzewodnik jest wygrzewany, dzięki czemu porządkuje się strukturę krystaliczną półprzewodnika.
Poza tworzeniem obszarów o mniejszej lub większej ilości nośników energii możemy nanosić też innego rodzaju warstwy, choćby przewodzące ścieżki z miedzi lub aluminium pełniące rolę przewodów w półprzewodnikowej strukturze.
Proces produkcji współczesnych, zwłaszcza tych najnowocześniejszych chipów nie należy do najprostszych. Choć wydaje się, że jest to po prostu nanoszenie kolejnych warstw na pochodny piasku materiał, to uruchamianie procesu półprzewodnikowego należy do jednych z najbardziej kapitałochłonnych i zaawansowanych technologicznie sektorów współczesnej gospodarki.
Lata 70. XX wieku pamiętają wielu technologicznych gigantów, a z jednym z nich było przedsiębiorstw założone przez ojca i syna Gerarda i Frederika Philipsa w 1891 roku, które swoją nazwę wzięło od nazwiska dwójki założycieli. W tamtym czasie firmę można było nazywać prawdziwym przemysłowym konglomeratem.
Labotatorium Philips Natlab w pobliżu Eindhoven
Philips produkował elementy oświetlenia, sprzęty audio i wideo, a także systemy szpitalne. Co więcej, firma nie ograniczała się tylko do produkcji urządzeń, ale brała też udział w światowym wyścigu na innowacje. Pierwsze magnetofony, LaserDisc, Compact Disc to tylko kilka z dziedzictw Philipsa, które narodziły się w laboratorium NatLab.
Zakłady w pobliżu Eindhoven były w połowie lat 70. miejscem pracy ponad 2000 osób, pracowano tam jednak nie tylko nad rozwojem, kolejnych produktów sygnowanych logiem Philipsa, ale też nad ogólnie pojętym rozwojem z dziedziny elektroniki, chemii i fizyki. Nie bez przyczyny NatLab porównywane jest często z amerykańskim Bell Labs, profile działalności obu laboratoriów charakteryzowało podobne podejście, ale przedsięwzięcie AT&T cechowała nieco większa skala.
Jak wiele firm z tamtego okresu Philips produkował również półprzewodniki. Odbywało się to za pośrednictwem spółki zależnej Elcoma, co było skrótem od Electronic Components and Materials. W 1975 roku firma wchłonęła założony przez byłych pracowników Fairchild Semiconductor Signetics, co sprawiło, że z dnia na dzień holenderska firma stała się drugim co do wielkości światowym producentem chipów. Nic więc dziwnego, że w Philipsie dość szybko zwrócono uwagę na możliwe ulepszenia procesu produkcji półprzewodników.
SiRe 1
Jedną z technologii, nad którą pracowano w NatLab, był tak zwany Silicon Repeater. Urządzenie to było pierwotną wersją współczesnych systemów produkcji półprzewodników i różniło się znacząco od ówcześnie stosowanych maszyn.
Proces ten wyglądał nieco inaczej od opisanego wcześniej ogólnego schematu. W tym podejściu krzemowe wafle również naświetlano światłem UV, jednak schemat ścieżek i struktur umieszczany był najczęściej na szklanej masce, którą przykładano bezpośrednio do powierzchni krzemu, która pokryta była dodatkowo światłoczułym fotorezystem.
Choć litografia kontaktowa pozwoliła na masową produkcję pierwszych układów TTL i CMOS, ponieważ była prosta i tania, miała też kilka poważnych wad, które wraz z rozwojem techniki stawały się coraz bardziej widoczne. Chodzi tutaj przede wszystkim o zużycie masek, te musiały być produkowane w naprawdę absurdalnych ilościach, ponieważ już po około dziesięciu cyklach stawały się bezużyteczne.
Poza tym maski miały ograniczoną rozdzielczość i uzyskanie wzorów o rozmiarach mniejszych niż kilka mikrometrów, było po prostu niemożliwe. W grę wchodziły też zanieczyszczenia dostające się między maskę a krzem, przez które wytrawiany wzór nie był tym, czego oczekiwali inżynierowie.
Pracownicy Perkin-Elmer i projekt Micralign rok 1973
Problemy litografii kontaktowej po raz pierwszy rozwiązano dzięki maszynie o nazwie Micralign, którą opracowano w Perkin-Elmer przy współpracy Sił Powietrznych USA. W projekcie tym zastosowano technologię bezkontaktową, tak aby wyeliminować główny problem zużywających się masek. Całość bazowała na pojedynczej masce, przy której umieszczone było źródło światła UV, a po drugiej stronie znajdował się zestaw luster służący do rzutowania obrazu na krzemową płytkę.
Co jednak warto zauważyć, wzór układu scalonego nie był przenoszony w całości za jednym razem. Krzemowy wafel, jaki i maska były ruchome, jedynym stałym elementem był tutaj zestaw luster. W ten sposób wzór chipa przenoszono kawałek po kawałku, eliminując problematyczny kontakt krzemu ze szklaną maską.
W NatLab zdecydowano się na nieco inne podejście, we wspomnianym na początku projekcie Silicon Repeatera schemat układu scalonego przenoszony był w całości za jednym razem. Ruchomym elementem był tutaj tylko stół z krzemowym waflem poruszający się skokowo, tak aby wzory pojedynczych rdzeni umieszczanie były obok siebie. Podejście to redukowało ilość ruchomych elementów, ale podobnie jak w projekcie Perkin-Elmer, całość wymagała niezwykłej precyzji. Jakiekolwiek przesunięcie wytrawianego wzoru, spowodowane czy to problemem układu soczewek, czy też niedokładności w poruszającym się stole skutkowało nałożeniem się na siebie wzorów, niszcząc przyszłe układy scalone.
Jednak co ciekawe holenderski projekt pozwalał budować struktury, których wielkość była mniejsza niż 2 mikrometry, które było nieoczywistym ograniczaniem Micralign’a. Mogłoby się wydawać, że przenoszenie wzoru maski na krzem kawałek po kawałku pozwala, niejako powiększyć cały wzór, tak aby docelowo był on jeszcze mniejszy. Nic bardziej mylnego, zespół z NatLab opracował znacznie bardziej rozbudowany system optyczny, co było w tym kontekście kluczowym elementem.
Silicon Repeater
Na fotografii powyżej widoczny jest Silicon Repeater. Czarna kolumna zawiera system oświetlenia, cylindryczny bęben u podstawy tej kolumny to obrotnica dla masek, natomiast jaśniejsza jednostka pod nią mieści optykę projekcyjną i system wyrównywania.
Wszystkie te elementy znajdują się na jednym z dwóch wózków zamontowanych na łożyskach hydraulicznych i napędzanych takimi właśnie silnikami. Drugi wózek, niewidoczny na zdjęciu, przenosił krzemowe wafle, które były następnie naświetlane. Monitor w tle pokazuje znaki wyrównania na płytce i krzemie, operator ustawiał zgrubnie krzemowy wafel, dalej maszyna działała już automatycznie.
Maszyna składała się z kolumny optycznej zawierającej układ soczewek, przetwarzających światło przechodzące przez maskę układu scalonego i trafiające na powierzchnię krzemowego wafla.
Trzeba jednak pamiętać, że branża technologiczna wcale nie czekała na maszynę Philipsa. W czasie jej projektowania, system Micralign sprzedał się w ilości ponad 2000 egzemplarzy co było ogromnym sukcesem. Można śmiało powiedzieć, że maszyna ta sprowadziła układy wielkiej skali integracji VLSI pod strzechy. To właśnie z jej pomocą produkowano mikroprocesory, takie jak 6502 czy też 8086.
Hydraulika w SiRe 2
To jednak nie zahamowało ambicji inżynierów z NatLab. Nad projektem Silicon Repeatera czuwał zespół kierowany przez Steve'a Wittekoeka, który zaprojektował SiRe 2. W maszynie tej udoskonalono przede wszystkim system zarządzania krzemowym waflem, jego umieszczenie w maszynie stało się znacznie prostsze i co więcej, SiRe 2 potrafił nie tylko poruszać waflem w poziomie, ale także go obracać.
Jednak mimo zalet system odziedziczył po swoim pierwowzorze jeden poważny problem – olej. Maszyny Philipsa były systemami hydraulicznymi, to oznacza, że do pracy wymagały oleju hydraulicznego pod ciśnieniem, który krążył w zamkniętym obiegu. Jak nietrudno sobie wyobrazić w przypadku branży tak czystej, jak produkcja układów scalonych mogła być to pewna niedogodność.
Większość potencjalnych klientów i obserwatorów słysząc o oleju, z góry rezygnowała z jakichkolwiek analiz opłacalności SiRe 1 i SiRe 2. Nawet we wspomnieniach inżynierów z NatLab powszechnie pojawia się określenie atmosfery warsztatu samochodowego. W miejscach, gdzie pracowały Silicon Repeatery, czuć było unoszący się w powietrzu olej, mimo że ten był zamknięty w szczelnym systemie.
Pod koniec lat 70. zarząd Philipsa oczekiwał komercjalizacji, projekty Silicon Repeatera w wersji pierwszej, jak i drugiej, były co prawda tylko projektami badawczymi, ale oficjele zwiedzeni sukcesami maszyn takich jak Micraling oczekiwali wersji komercyjnej. Tutaj też nastąpiło pewne zderzenie wewnątrz samej korporacji.
Różnic w kulturze organizacyjnej między NatLab, a Philips Science and Industry Division (S&I), która miała zająć się produkcją urządzeń, było całkiem sporo. Mowa tutaj przede wszystkim o dość lekkim podejściu laborantów, spora część dokumentacji, która potrzebna była do wdrożenia produkcji po prostu nie istniała. A co więcej wiele z technicznych szczegółów istniało tylko w głowach twórców, dlatego też zadanie Wima Troosta, który działał z ramienia S&I i odpowiedzialny był za uruchamianie produkcji, nie należało do najłatwiejszych.
Silicon Repeater Mark 2 (SiRe 2), przy dostatecznej wprawie operatora maszyna mogła przygotowywać sześćdziesiąt 4-calowych płytek w ciągu godziny
Jak głosi jednak powszechna maksyma – konkurencja nie śpi. Inni producenci również pracowali nad urządzeniami podobnymi do holenderskich.
Amerykańskie GCA, było jednym z pionierów, którzy również zastosowali rozwiązanie, gdzie poruszającym się wewnątrz maszyny elementem jest tylko krzemowy wafel, a wzór chipa przenoszony jest na półprzewodnik w jednym cyklu. Urządzenie o nazwie DSW4800 sprzedawano za prawie pół miliona dolarów i choć korzystało ono z optyki Zeissa, to było znacznie mniej rozbudowane niż produkty Philipsa. Gdy pierwsze maszyny GCA trafiły do fabryk Texas Instruments, podobne urządzenie zaprezentował również japoński Nikon, to jednak również nie dorównywało możliwością europejskiej konstrukcji.
Wnętrze maszyny SiRe 2
Bez wątpienia Philips dysponował najbardziej zaawansowaną technologią, oferując produkcję układów doskonalszych niż konkurencja. Problemem była jednak wspomniana wcześniej hydraulika i brak obecności na rynku. Poszukując potencjalnych klientów, Wim Troost dość naturalnie zwrócił swoją uwagę ku IBM.
Troost zakładał, że tylko firma na tyle duża i bogata jak IBM, będzie zainteresowana najnowocześniejszymi na świecie maszynami do produkcji chipów. Miał on rację, gigant zgodził się kupić SiRe 2, ale pod warunkiem, że te zostaną dostarczone do czerwca 1982 roku.
Przygotowanie gotowych maszyn było wyzwaniem, zwłaszcza przez fakt wspomnianych wcześniej korporacyjnych różnic i braków w dokumentacji. Ostatecznie jednak wszystko idzie niemal zgodnie z planem, bo maszyny są gotowe i sprawne, ale do IBM trafiają miesiąc później – 1 lipca 1982. W tym też czasie postanowiono zmienić nazwę i tak SiRe 2 stał się maszyną PAS 2000, co było skrótem zaczerpniętym z Philips Automatic Stepper. Co warto wspomnieć, określenie „stepper” stało się w tamtym czasie uniwersalnym, branżowym synonimem wszelkich maszyn, które wcześniej nazywano „repeaterami”.
Mimo sukcesu, jakim była pierwsza sprzedaż PAS 2000, sektor, którym kierował Wim Troost czekało potężne trzęsienie ziemi. Rok 1982 jest też czasem, gdy w holenderskiej firmie ogłoszona zostaje szeroko zakrojona restrukturyzacja. Jej celem jest wycięcie z firmy wszelkich działów i podmiotów, które określane były jako nie „podstawowe”.
Z dnia na dzień sektor maszyn półprzewodnikowych stał się problematyczny. Ich sprzedaż nie była pewna, urządzenia miały swoje problemy, a poza tym zespół spotkał się z wewnętrzną niechęcią ze strony spółki Elcoma, która mogłaby się wydawać naturalnym klientem wewnątrz samej korporacji.
System PAS 2000
Tym samym Troost zaczął rozglądać się za zewnętrznymi partnerami, którzy mogliby uratować cały projekt. Rozmowy prowadzono z wieloma konkurencyjnymi firmami: Perkin-Elmer, Variant czy też Cobilt, i choć firmy te wyrażały swoje zainteresowanie, to rozmowy kończono dość często w niespodziewanych momentach. Wydawało się, że firmy chciały tylko wybadać sytuacje swojej konkurencji, a niekoniecznie w nią inwestować.
Wtedy też pojawiło się Advanced Semiconductor Materials International, w skrócie ASMI - niewielka firma mieszcząca się w wiosce Bilthoven i kierowana przez Arthura del Prado. Przedsiębiorstwo to zajmowało się wcześniej składaniem urządzeń ze świata krzemu dla innych producentów i współpracowało też z Elcoma.
W pierwszym momencie oferta przejęcia biznesu maszyn półprzewodnikowych przez Arthura del Prado została odrzucona. Firma była po prostu zbyt mała i w Philipsie nie wierzono, że oferta ta jest poważna. Troost wiedział jednak, że może to być jedyna szansa, aby urządzenia zaprojektowane w NatLab przetrwały, dlatego też nalegał i zachęcał holenderski zarząd, aby zgodzić się na ofertę z ASMI.
Wim Troost
Do porozumienia doszło we wrześniu 1983 roku, gdy publicznie ogłoszono rozpoczęcie współpracy między dwiema firmami. Było to jednak tylko medialne oświadczenie, dopracowanie wszelkich umów trwało do wiosny 1984 roku. Ostatecznie zapisano, że zarówno Philips, jak i ASMI posiadać będą po 50% nowej firmy, którą będzie ASM Lithographic Systems B.V, czyli w skrócie ASML.
Poza tym obie spółki wniosą do wspólnego przedsięwzięcia po 2,1 miliona dolarów, przy czym ASMI zainwestuje pełną kwotą w gotówce, a Philips przekaże aktywa fizyczne o tej wartości, czyli między innymi 17 maszyn PAS 2000. Do nowej firmy przeszłoby też 47 pracowników Philipsa, którym zagwarantowano, że jeśli w ciągu 4 lat sprawy potoczą się nie po myśli zarządców w ASML, będą oni mogli wrócić na swoje dawne stanowiska.
Jedynym z nich był wspominany IBM, sprzedane tam systemy PAS 2000 zrobiły wrażenie, ale wprost wskazano, że w kolejnych iteracjach system hydrauliczny musi zostać zastąpiony czymś innym, bo stwarza on zbyt duże zagrożenie w fabrykach, gdzie maszyny zostały zainstalowane.
Załoga nowo powstałej firmy w pełni zdawała sobie sprawę, że system hydrauliczny w PAS 2000 musi zniknąć, bo bez tego żadna z maszyn nie znajdzie docelowego klienta. Co więcej, jak wspomina Martin van den Brink, im więcej maszyn powstało tym częściej zaczęto dostrzegać wycieki oleju, nawet w całkiem nowych egzemplarzach. Zdarzało się nawet, że system hydrauliczny łatany był tuż przed samym pokazem dla zewnętrznych gości.
Materiały reklamowe ASML
Co ciekawe laboratorium NatLab już przed oficjalnym powstaniem ASML pracowało nad zastąpieniem hydrauliki systemem elektrycznym. Pojawiły się tutaj jednak problemy prawne, bo w porozumieniu zawartym między ASMI i Philipsem nie było zapisów odnoście know-how, pochodzącego z działów laboratoryjnych. Ostatecznie jednak za sprawą zatrudnionego dyrektora generalnego Gjalta Smita udało się dojść do wewnątrzkorporacyjnego porozumienia i sprzedaży technologii silników elektrycznych za kwotę 930 tysięcy dolarów.
Innym problemem, który coraz wyraźniej rysował się na horyzoncie była optyka. Philips przez lata współpracował z francuską firmą Cerco, która dostarczała soczewki dla PAS 2000. Te, choć dobre i w swoim czasie wystarczające to w połowie lat 80. zaczęto dostrzegać ich wady. Jest to czas, gdy produkowanymi układami są już chipy pokroju Intela 80386, gdzie na rdzeniu o powierzchni 104mm2 umieszczonych było 275 tysięcy tranzystorów.
Jednym z głównych konkurentów dla ASML miało być wspominane już tu GCA. Firma ta od początku korzystała z optyki niemieckiego Zeissa, dlatego też Holendrzy postanowili zwrócić się od razu do właśnie tego producenta. Odpowiedź Niemców była bardzo szybka i jak najbardziej pozytywna.
Z ich perspektywy dywersyfikacja klientów, zwłaszcza po krążących plotkach o tarciach między ich kierownictwem a GCA, była przysłowiowym strzałem w dziesiątkę. Co więcej, w tym samym czasie Cerco poprosiło ASML o wsparcie finansowe w celu opracowania kolejnej generacji soczewek. Holendrzy, którzy i tak musieli liczyć już każdy grosz, nie mogli się na to zgodzić, co tylko przyśpieszyło decyzję o przejściu na optykę Carla Zeissa.
Elektryka zamiast hydrauliki, nowy system optyczny - dość jednoznacznie można stwierdzić, że przy tak znaczących zmianach z systemu PAS 2000 nie zostało już wiele. Dlatego też pomysł na nowe urządzenie, czyli PAS 2500 powstało dość naturalnie. Od początku jednak wiedziano, że projekt należy prowadzić inaczej, niż to miało miejsce w Philipsie. Pierwowzór powstawał niemal dekadę i choć zaawansowany, to przez swoje wady był praktycznie niesprzedawalny.
Prezentacja systemu PAS 2500
Projekt nowej maszyny postanowiono podzielić na kilka odrębnych części, tak aby konkretne zespoły mogły pracować tylko nad swoją częścią. Celem było zbudowanie pięciu prototypów, co było dość kosztownym i potencjalnie problematycznym zadaniem.
Zespoły odpowiedzialne za konkretne podsekcje PAS 2500 oczywiście współpracowały ze sobą pod kątem projektu, ale istniała szansa, że gdy przyjdzie czas na złożenie systemu w całość, konkretne elementy okażą się nie pasować do siebie.
Zespół pracujący nad PAS 2500
W połowie 1985 roku pracę nad PAS 2500 trwały, jednak już wówczas zdawano sobie sprawę, że termin ukończenia projektu i dostarczenia pierwszych urządzeń do klientów na początku kolejnego roku graniczy z cudem. Był to problem, szczególnie że Elcoma, której zarząd wyraził duże zainteresowanie nowym typem urządzeń, wprost zagroziła, że jeśli nie otrzyma zamówionych egzemplarzy zgodnie z harmonogramem, zerwie umowę i kupi maszyny japońskiego Nikona.
Od powodzenia projektu PAS 2500 zależała egzystencja ASML, ale perspektywa była niezwykle pesymistyczna. Dlatego też firma postanowiła zrobić coś ze sprzętem, który był już gotowy, ale którego nikt nie chciał kupić.
Modyfikacja PAS 2000 okazała się nie aż tak skomplikowana, jak sądzono, dlatego jeszcze w tym samym roku, podczas konferencji Semicon West ogłoszono, że spadkobierca Philipsa, czyli ASML oferuje urządzenia pozbawione wady, jaką był system hydrauliczny.
Firma postawiła przede wszystkim na szybkość, podkreślając, że pojedynczy zespół PAS 2000 może obsłużyć w ciągu godziny nawet 74 wafle krzemowe, czego nie są w stanie osiągnąć urządzenia GCA i Nikona. Strategia ta okazała się skuteczna i tak na początku 1986 roku odziedziczone po Philipsie maszyny trafiły do amerykańskiego producenta pamięci Monolithic Memories Inc.
Strona tytułowa prospektu Semicon West z 1985 roku, gdzie środki kwiatów przedstawiono jako wafle krzemowe
W czasie, gdy PAS 2000 opuszczał europejskie magazyny, prace nad jego następcą nadal trwały. Zespół projektowy zdawał sobie sprawę, że opóźnienie będzie co najmniej kilkumiesięczne, ale sądzono, że wszystko uda się złożyć do czasu kolejnej, wiosennej konferencji Semicon West.
Terminu tego udało się dotrzymać i pierwszy PAS 2500 opuszcza miasteczko Veldhoven 7 maja 1986 roku. Przewieziona do San Mateo w Kalifornii maszyna robi olbrzymie wrażenie na odwiedzających, co więcej pokazy są praktyczne, a w czasie ich trwania system przerabia ponad 500 krzemowych wafli.
Materiał reklamowy ASML z początku lat 2000
Równolegle drugi egzemplarz PAS 2500 trafia do Elcoma, gdzie ma być wizytówką ówcześnie powstałej inicjatywy MegaChip. Jej celem była europejska próba konkurencji na rynku producentów półprzewodników, przede wszystkim z firmami z USA i Japonii.
Sukces nowego produktu ASML był bezsprzeczny i co więcej, poparty realnymi zamówieniami z fabryk obrabiających krzem. Pierwszą firmą, która zaufała Holendrom był Cypress Technologies zamawiający w pierwszym rzucie dwie sztuki PAS 2500.
Tutaj też kończy się początek historii ASML, który nie jest typową historią świetnego pomysłu, czy też wykalkulowanego na zimno biznesplanu. To, co możemy wynieść z tej historii to upór pracowników, którzy chcieli coś zrobić, od nieperspektywicznego dziecka Philipsa, po brak funduszy, które łatać trzeba było szybkimi modyfikacjami posiadanego już sprzętu.
Historia ta jednak kończy się sukcesem, przynajmniej z perspektywy końcówki lat 80. XX wieku. Jednak co ciekawe, późniejsze lata to również niekoniecznie pasmo sukcesów, a bardziej wiara we własne pomysły i technologię, jest to jednak temat na inny artykuł.
Na sam koniec chciałbym polecić książkę Marca Hijinka - Focus: The ASML way - Inside the power struggle over the most complex machine on earth, która pomogła mi w tworzeniu tego materiału, i która jakiś czas temu nakładem wydawnictwa Prześwity ukazała się w polskiej wersji.
Źródła: [1], [2], [3], [4], [5], [6], [7], [8], [9], [10], [11], [12], [13], [14], [15], [16], [17], [18], [19], [20]
Akcelerometry MEMS i mikrofony MEMS to tylko niektóre elementy wykonywane w zaskakującej technologii, która łączy mechanikę z elektroniką.... Czytaj dalej »
Odnośniki do niektórych produktów umieszczone w tym wpisie prowadzą do głównego partnera serwisu – sklepu Botland. Nie są to linki afiliacyjne. Na tej podstronie opisaliśmy na czym dokładnie polega nasza współpraca.
Przeczytaj powiązane artykuły oraz aktualnie popularne wpisy lub losuj inny artykuł »
Dołącz do 30 tysięcy osób, które otrzymują powiadomienia o nowych artykułach! Zapisz się, a otrzymasz PDF-y ze ściągami (m.in. na temat mocy, tranzystorów, diod i schematów) oraz listę inspirujących DIY z Arduino i RPi.
Trwa ładowanie komentarzy...