Die Ultraviolett-Revolution: Im Inneren der unsichtbaren 150-Millionen-Dollar-Maschinen, die die Zukunft der Mikrochips gestalten

Ultraviolett-Lithografiemaschinen kosten jeweils über 150 Millionen Dollar und sind so groß wie ein Bus.
Branchenbeobachter nennen die neueste Generation dieser Geräte „die Maschinen, die das Moore’sche Gesetz gerettet haben“, weil sie moderne, fortschrittliche Prozessoren ermöglichen.
ASML ist der einzige Anbieter von EUV-Lithografiesystemen, wobei EUV-Geräte jeweils etwa 150–180 Millionen Dollar kosten.
Taiwan Semiconductor Manufacturing Co. (TSMC) setzte EUV erstmals 2019 in großem Umfang im 7nm+ (N7+)-Prozess ein.
Extreme Ultraviolett-Lithografie verwendet 13,5-nm-Licht, das durch das Abschießen eines Hochleistungslasers auf Zinntropfen erzeugt wird, um Plasma zu erzeugen, das EUV-Strahlung aussendet, wobei der Stromverbrauch der Geräte über 1 Megawatt liegt.
ASML lieferte 2025 das erste High-NA-EUV-Gerät, EXE:5200, aus, das die numerische Apertur auf 0,55 erhöht und etwa 175 Wafer pro Stunde anvisiert.
Die ersten kommerziellen EUV-Chips kamen 2019 auf den Markt, wobei TSMCs 7nm+ (N7+)-Prozess und Samsungs 7LPP EUV verwendeten.
Exportkontrollen verhindern, dass ASML EUV nach China verkauft, während die ASML-Umsätze in China 2024 bei etwa 7 Milliarden Dollar lagen, hauptsächlich durch DUV-Geräte.
Nikon und Canon haben sich aus der EUV-Entwicklung zurückgezogen; Nikon liefert weiterhin 193-nm-Immersionsscanner, während Canon sich auf Nanoimprint-Lithografie (NIL) konzentriert und 2024 Testlieferungen plant.
Samsungs DRAM der 14-nm-Klasse verwendet EUV in mehreren Schichten und Micron plant EUV für seinen nächsten DRAM-Knoten.

Jeder moderne Mikroprozessor – vom Chip in deinem Smartphone bis zu den CPUs, die Cloud-KI antreiben – entsteht unter ultraviolettem Licht. Tatsächlich strahlen einige der fortschrittlichsten Fertigungsmaschinen der Welt unsichtbare ultraviolette Laser auf Siliziumwafer, um die nanoskaligen Schaltkreise zu ätzen, die Mikrochips funktionsfähig machen. Diese Maschinen kosten jeweils über 150 Millionen Dollar, sind so groß wie ein Bus und arbeiten mit einer fast schon Science-Fiction-artigen Komplexität – und doch sind sie die unsichtbaren Arbeitspferde hinter Moore’s Law und dem kontinuierlichen Fortschritt hin zu schnelleren, kleineren und effizienteren Prozessoren ^[1], ^[2]. Branchenbeobachter haben die neueste Generation dieser Geräte sogar „die Maschinen, die das Moore’sche Gesetz gerettet haben“ genannt, denn ohne sie wäre die Herstellung modernster Chips praktisch unmöglich ^[3]. Dieser Bericht taucht ein in die Welt der ultravioletten Lithografie – sowohl in ihrer traditionellen Deep Ultraviolet (DUV)– als auch in der hochmodernen Extreme Ultraviolet (EUV)-Form – und erklärt, wie sie funktioniert, warum sie für die Mikroprozessorentwicklung so entscheidend ist und wohin die Reise als Nächstes geht.

Ultraviolette Lithografie mag wie esoterische Ingenieurskunst klingen, aber ihre Auswirkungen sind in unserem täglichen Leben sehr real und sichtbar. Durch das Drucken immer feinerer Transistormuster auf Silizium ermöglicht die UV-Lithografie direkt das bemerkenswerte Innovationstempo der Tech-Industrie. Wie ein Tech-Analyst unverblümt sagte: „Moore’s Law is basically falling apart, and without this machine, it’s gone. You can’t really make any leading-edge processors without EUV.“^[4] Mit anderen Worten: Die Zukunft der Mikrochips – und all der Geräte und Innovationen, die sie antreiben – hängt nun davon ab, Licht mit winzigen Wellenlängen zu nutzen. Im Folgenden erklären wir, wie dieses lichtbasierte Drucken funktioniert, wie es sich zur neuesten EUV-Technologie entwickelt hat, wer die wichtigsten Akteure sind (vom niederländischen Werkzeughersteller ASML bis zu Chip-Giganten wie TSMC, Samsung und Intel), aktuelle Durchbrüche (wie EUV-Maschinen der nächsten Generation und alternative Techniken) und was Branchenexperten über den weiteren Weg sagen.

Was ist ultraviolette Lithografie?

Im Kern ist Lithografie bei der Chipfertigung vergleichbar mit Fotografie auf Silizium. Eine Siliziumscheibe wird mit einem lichtempfindlichen Material (Photoresist) beschichtet, und eine Maschine verwendet gebündeltes Licht, um komplizierte Schaltkreismuster zu projizieren – durch eine schablonenartige Maske auf die Scheibe. Die Muster entsprechen den winzigen Transistoren und Leitungen, aus denen ein Mikroprozessor besteht. Überall dort, wo das Licht auftrifft, verändert es den Resist chemisch, sodass diese Bereiche geätzt oder weiterverarbeitet werden können, während abgedeckte Bereiche geschützt bleiben. Durch das wiederholte Ausführen dieses Prozesses Schicht für Schicht mit extremer Präzision bauen Chiphersteller die komplexe Architektur eines modernen integrierten Schaltkreises auf.

Der Schlüssel zur Auflösung in diesem „Druck“-Prozess ist die Wellenlänge des Lichts. So wie ein feinerer Pinsel es einem Künstler ermöglicht, kleinere Details zu malen, ermöglicht eine kürzere Lichtwellenlänge den Chipherstellern, feinere Strukturen zu ätzen. Über Jahrzehnte hinweg hat die Halbleiterindustrie stetig auf kürzere Wellenlängen im elektromagnetischen Spektrum hingearbeitet, um immer kleinere Transistoren zu drucken ^[5]. Frühe Chips in den 1960er Jahren verwendeten sichtbares und langwelliges UV-Licht (g-Linie bei 436 nm, i-Linie bei 365 nm), aber in den 1990er Jahren verlagerte sich der Stand der Technik in den Bereich des tiefen Ultravioletts mit leistungsstarken Excimerlasern bei 248 nm (KrF) und später 193 nm (ArF)^[6]. Licht bei 193 nm – etwa 1/5 der Wellenlänge von sichtbarem Licht – wurde zum Arbeitspferd für die Chipfertigung in den 2000er und 2010er Jahren. Diese Deep-UV-(DUV)-Lithografie ermöglichte minimale Strukturen in der Größenordnung von ~50 nm und darunter, insbesondere nach der Einführung von Tricks wie Immersionslinsen und Mehrfachbelichtungen ^[7]. Tatsächlich war die „Excimerlaser-Lithografie“ bei 248 nm und 193 nm so erfolgreich, dass sie Moore’s Law etwa zwei Jahrzehnte lang antrieb und es ermöglichte, die Transistorgrößen weiter zu verkleinern und die Chipdichten planmäßig zu verdoppeln ^[8].

Gegen Ende der 1990er und Anfang der 2000er Jahre wussten Ingenieure jedoch, dass sie mit dem 193-nm-Licht an eine Wellenlängen-Grenze stießen ^[9]. Um Strukturen deutlich kleiner als ~40–50 nm abzubilden, musste die 193-nm-Lithografie auf immer kompliziertere Methoden zurückgreifen: exotische optische Tricks, Mehrfach-Belichtungen (mehrmaliges Belichten derselben Schicht mit versetzten Masken, um eine feinere effektive Teilung zu erreichen) und andere clevere Umgehungslösungen ^[10], ^[11]. Diese Techniken verlängerten die Lebensdauer der DUV-Anlagen (tatsächlich dehnten Chiphersteller 193 nm bis zu Knoten aus, die als 10 nm oder sogar 7 nm vermarktet wurden, indem sie doppelte, dreifache oder vierfache Belichtungen verwendeten), allerdings zum Preis von enormer Komplexität, geringerer Ausbeute und explodierenden Produktionskosten. Mitte der 2010er Jahre war klar, dass die traditionelle DUV-Lithografie an ihre Grenzen stieß – die Branche brauchte einen Sprung zu einer kürzeren Wellenlänge des Lichts, um das Mooresche Gesetz aufrechtzuerhalten ^[12].

Deep Ultraviolet (DUV) Lithografie: Das Arbeitspferd

Deep-UV-Lithografie (mit ~248 nm und 193 nm Lasern) war über viele Generationen hinweg die Arbeitspferd-Technologie der Chipfertigung. DUV-Anlagen sind im Wesentlichen extrem präzise Projektionsabbildungssysteme: Sie leiten einen UV-Laser durch eine strukturierte Fotomaske und eine Reihe von Reduktionslinsen, um ein verkleinertes Bild auf den Siliziumwafer zu projizieren. Moderne 193-nm-Systeme füllen sogar den Spalt zwischen Linse und Wafer mit ultrareinem Wasser (Immersionslithografie), um die numerische Apertur der Linse effektiv zu erhöhen und kleinere Strukturen aufzulösen ^[13]. Mit diesen Methoden wurde die 193-nm-Immersionslithografie in die Lage versetzt, Strukturen weit unterhalb ihrer nominellen Wellenlänge zu drucken – allerdings nur durch den Einsatz von Auflösungssteigerungstechniken und wiederholten Belichtungen. So wurden beispielsweise vor der Einführung von EUV führende 7-nm-Knoten-Chips mit DUV realisiert, indem für eine einzige Schicht vier separate Maskierungsschritte (Quadruple Patterning) verwendet wurden – eine erstaunlich komplexe Übung in Präzisionsausrichtung.

DUV-Lithografie ist hochgradig ausgereift und zuverlässig. DUV-Geräte von Unternehmen wie ASML, Nikon und Canon übernehmen auch heute noch den Großteil der Schichten in der Chipfertigung (selbst in modernsten Fabriken werden nur die kritischsten Schichten mit EUV belichtet, während weniger kritische Schichten weiterhin mit mehreren DUV-Belichtungen gefertigt werden). Diese Maschinen sind außerdem deutlich günstiger als die neuesten EUV-Geräte – ein High-End-Immersions-DUV-Scanner kostet etwa 50–100 Millionen Dollar, während ein EUV-Gerät bei 150+ Millionen Dollar liegt ^[14]. Daher bleiben DUV-Geräte unverzichtbar, nicht nur für Chips älterer Generationen (bei denen die Strukturgrößen größer und leichter zu belichten sind), sondern auch als Ergänzung zu EUV in fortschrittlichen Prozessen. Tatsächlich machen DUV-Verkäufe nach wie vor den Großteil der jährlich ausgelieferten Lithografie-Anlagen aus ^[15]. Chiphersteller verfügen über eine riesige installierte Basis an DUV-Scannern und umfangreiches Know-how im Umgang mit ihnen.

Dennoch stieß die 193-nm-DUV-Technologie an eine fundamentale Grenze, wie viel kleiner sie werden konnte, ohne unzumutbaren Aufwand zu betreiben. Die praktische Auflösung in der optischen Lithografie folgt ungefähr dem Rayleigh-Kriterium: minimale Strukturgröße ≈ k₁ · (λ/NA), wobei λ die Wellenlänge und NA die Apertur der Linse ist. Mit λ fest bei 193 nm und NA maximal bei etwa 1,35 (Immersion), drückten Chiphersteller k₁ mit rechnerischen Tricks an seine theoretischen Grenzen – aber um die Strukturgröße weiter zu verkleinern, musste λ selbst schrumpfen. Etwa 2019 führten führende Foundries wie TSMC und Samsung kommerziell eine neue Lithografie-Lichtquelle bei 13,5 nm Wellenlänge ein – fast 15× kürzer als DUVs 193 nm ^[16]. Dies leitete die Ära der extremen Ultraviolett-Lithografie ein.

Der Wechsel zur Extreme-Ultraviolett-(EUV)-Lithografie

Die Extreme-Ultraviolett-Lithografie (EUV) verwendet deutlich kürzeres Wellenlängenlicht – 13,5 nm, an der Grenze zwischen UV und Röntgenstrahlen – um Chips zu belichten. Durch den Einsatz dieses viel feineren „Pinsels“ kann EUV viel kleinere Transistoren und Strukturen mit einer einzigen Belichtung „drucken“ und so viele der komplizierten Multi-Patterning-Schritte vermeiden, die bei DUV in fortgeschrittenen Nodes erforderlich sind ^[17]. Praktisch gesehen hat die EUV-Lithografie die Serienfertigung von Chips in den Technologie-Generationen 7 nm, 5 nm und 3 nm ermöglicht – mit deutlich weniger Prozessschritten und besseren Ausbeuten als ein reiner DUV-Ansatz. So setzte TSMC aus Taiwan EUV ab 2019 bei einigen kritischen Schichten seines 7 nm+ (N7+)-Prozesses ein – dem ersten kommerziellen Prozess, der EUV nutzte ^[18] – und dann umfassend für seine 5 nm-Nodes, die Prozessoren wie Apples A15 und A16 Bionic Smartphone-Chips antreiben ^[19]. Auch Samsung begann mit der Massenproduktion mit EUV Anfang 2019 im 7LPP-Prozess und setzt EUV seither für 5 nm und sogar in der Speicherchip-Fertigung ein^[20], ^[21]. Diese Entwicklungen waren bahnbrechend: Mit 13,5 nm Licht konnten Chiphersteller Strukturen mit Single-Pattern-Belichtungen drucken, die zuvor mehrere DUV-Durchgänge erforderten, was die Fertigung vereinfachte und eine dichtere Transistorpackung als je zuvor ermöglichte^[22].

Allerdings war die EUV-Lithografie keine einfache Revolution. Es waren über zwei Jahrzehnte Forschung und etwa 9–10 Milliarden Dollar an F&E-Ausgaben nötig, um EUV für die Massenproduktion nutzbar zu machen ^[23]^[24]. Die Herausforderungen waren enorm, weil 13,5-nm-Licht sich ganz anders verhält als 193-nm-Licht. Zum einen ist kein Material bei 13,5 nm transparent – man kann keine Brechungslinsen oder herkömmliche Glas-Masken verwenden. Stattdessen nutzen EUV-Systeme ein rein spiegelbasiertes optisches System: eine Reihe fein geformter Mehrschichtspiegel mit speziellen Beschichtungen, die 13,5-nm-Licht reflektieren (jeder Spiegel reflektiert nur einen Teil des Lichts, sodass bei mehreren Spiegeln die Intensität stark abnimmt) ^[25]. Die Fotomaske ist ebenfalls ein reflektierendes Spiegelsubstrat und keine transparente Glasplatte. All dies muss im Vakuum betrieben werden (Luft würde EUV absorbieren). Kurz gesagt, EUV-Scanner sind eine komplette Neugestaltung des optischen Systems im Vergleich zu DUV-Werkzeugen und erfordern exotische Optiken und extreme Präzision.

Dann gibt es noch die Lichtquelle: Wie erzeugt man überhaupt hochintensives ultraviolettes Licht mit 13,5 nm? Die Antwort klingt wie Science-Fiction: EUV-Anlagen erzeugen Licht, indem sie einen gepulsten Hochleistungslaser auf winzige Tropfen aus geschmolzenem Zinn abfeuern, 50.000 Mal pro Sekunde ^[26], ^[27]. Jeder Laserpuls verdampft einen Zinntropfen zu einem extrem heißen Plasma, das EUV-Strahlung aussendet – im Grunde genommen eine sternähnliche Mini-Explosion im Inneren der Maschine. Diese Plasma-Blitze erzeugen das gewünschte 13,5-nm-Licht zusammen mit viel anderer unerwünschter Strahlung und Rückständen, sodass das System die richtige Wellenlänge filtern und sammeln und alles andere abschirmen muss. Das EUV-Licht wird dann von der Spiegeloptik fokussiert und in Mustern auf den Wafer gelenkt. Es ist ein äußerst ineffizienter Prozess in Bezug auf die Lichterzeugung (ein Großteil der Energie geht als Wärme verloren), weshalb der Laser, der die Quelle antreibt, unglaublich leistungsstark sein muss. Die Lichtquelle eines EUV-Scanners kann in der Größenordnung von >1 Megawatt Leistung verbrauchen, um genügend EUV-Photonenfluss für die Massenfertigung zu liefern ^[28]. Im Vergleich dazu benötigt ein 193-nm-Excimerlaser nur einen Bruchteil dieser Leistung. Das erklärt, warum EUV-Anlagen enorme Anforderungen an Strom und Kühlung haben und warum alternative Techniken wie Nanoimprint-Lithografie (die ganz ohne Laser auskommt) eine Energieeinsparung von ~90 % versprechen ^[29].

Die Komplexität endet hier nicht. Da EUV-Photonen so energiereich sind, können sie subtile stochastische Effekte im Photoresist hervorrufen (zufällige Schwankungen, die zu Defekten führen können, wenn sie nicht gemindert werden), und EUV-Masken können nicht einfach durch die üblichen Pellicles geschützt werden (die Entwicklung spezieller EUV-Pellicles war ein weiteres mehrjähriges Unterfangen). Jedes Teil des Systems – von den Vakuumstufen über die Wafer-Positionierer mit sechs Freiheitsgraden, die sich mit Metern pro Sekunde bewegen, bis hin zur Defektinspektion der Mehrschichtspiegel – hat die Grenzen des Ingenieurwesens ausgereizt. „Es ist eine sehr schwierige Technologie – was die Komplexität angeht, ist sie wahrscheinlich in der Kategorie des Manhattan-Projekts“, bemerkte der Lithografie-Direktor von Intel und verdeutlichte damit, wie herausfordernd die Entwicklung von EUV war ^[30].

Viele Jahre lang zweifelten zahlreiche Experten daran, dass EUV jemals rechtzeitig funktionieren würde. Die wichtigsten Akteure Nikon und Canon gaben die EUV-Forschung nach zu vielen Rückschlägen auf, sodass ASML (Niederlande) als einziges Unternehmen übrig blieb, das die Technologie weiter vorantrieb^[31]^[32]. ASMLs Wette zahlte sich schließlich aus – aber nicht ohne Hilfe. Im Jahr 2012, als die strategische Bedeutung von EUV erkannt wurde, investierten die großen Chiphersteller Intel, TSMC und Samsung gemeinsam rund 4 Milliarden Dollar in ASML, um die EUV-Entwicklung zu beschleunigen ^[33]. Bis 2017 stellte ASML schließlich einen produktionsreifen EUV-Scanner vor (Modell NXE:3400B), und ab 2019 kamen die ersten kommerziellen Chips, die mit EUV gefertigt wurden, auf den Markt ^[34]^[35]. Branchenbeobachter feierten dies als einen Wendepunkt – die lang erwartete EUV-Revolution war gerade rechtzeitig gekommen, um die Roadmap der Halbleiterindustrie zu verlängern. Wie das MIT Technology Review feststellte, ist ASMLs EUV-Werkzeug „ein begehrtes Gerät… das zur Herstellung von Mikrochipstrukturen mit einer Größe von nur 13 Nanometern verwendet wird… gefüllt mit 100.000 winzigen Mechanismen… es braucht vier 747er, um eines an einen Kunden zu liefern“ ^[36]. Kurz gesagt, EUV-Scanner sind Wunderwerke moderner Ingenieurskunst, die ultraviolettes Licht in einem Ausmaß und einer Komplexität nutzbar machen, wie es sie nie zuvor gab.

Warum UV-Lithografie für Mikroprozessoren wichtig ist

Der Nutzen all dieser Komplexität ist einfach: kleinere Transistoren und höhere Chip-Leistung. Durch das Drucken feinerer Strukturen können Chiphersteller mehr Transistoren auf derselben Fläche unterbringen (was typischerweise mehr Rechenleistung oder geringere Kosten pro Chip bedeutet) und die elektrischen Kapazitäten sowie die Entfernungen, die Signale zurücklegen müssen, verringern (was schnellere Schaltgeschwindigkeiten und einen geringeren Stromverbrauch bedeutet). Das ist das Wesen des Moore’schen Gesetzes – das Verkleinern der Transistorabmessungen, um in jeder Chipgeneration mehr unterzubringen – und die Lithografie ist der grundlegende Ermöglicher dieses Fortschritts ^[37], ^[38]. Wenn Sie von einem neuen Smartphone-Chip hören, der mit einem „3-nm-Prozess“ hergestellt wurde, oder von einer Server-CPU mit „5-nm-EUV-Technologie“, spiegeln diese Zahlen im Wesentlichen die Fähigkeiten der fortschrittlichen Lithografie wider, extrem kleine Strukturen zu definieren (auch wenn die Knotennamen teilweise Marketing sind, korrelieren sie mit den Dichteverbesserungen, die durch EUV möglich wurden).

Die Bedeutung der Ultraviolett-Lithografie lässt sich vielleicht am besten verdeutlichen, wenn man sich vorstellt, was ohne diese Fortschritte geschehen wäre. Hätte die Branche nur bei 193 nm DUV geblieben, hätten Chiphersteller vielleicht trotzdem Wege gefunden, sehr leistungsfähige Chips herzustellen – aber sie hätten so viele sich wiederholende Prozessschritte (und komplexitätsbedingte Ausbeuteverluste) benötigt, dass die Kosten explodiert und der Fortschritt dramatisch verlangsamt worden wären. Tatsächlich sagten um die Mitte der 2010er Jahre einige das baldige Ende des Moore’schen Gesetzes voraus, weil die optische Lithografie an ihre Grenzen stieß. EUV kam gerade rechtzeitig, um einen neuen Rettungsanker zu bieten. Durch die Wiederherstellung eines einfacheren Single-Exposure-Musters an der Spitze der Entwicklung hat EUV die Roadmap für das weitere Skalieren um mindestens einige Generationen verlängert. Eine Vielzahl der heute fortschrittlichsten Chips verdankt ihre Existenz EUV. Zum Beispiel werden Apples neueste A-Serie-Smartphone-Prozessoren und M-Serie-Mac-Chips von TSMC mit 5-nm-EUV-Prozessen gefertigt, was Transistorzahlen im zweistelligen Milliardenbereich und große Sprünge bei Geschwindigkeit und Effizienz gegenüber früheren Generationen ermöglicht ^[39]. AMDs Ryzen-CPUs und -GPUs, von denen viele auf TSMCs 7-nm- oder 5-nm-EUV-Knoten gefertigt werden, profitieren ebenfalls von der höheren Dichte und den Energieeinsparungen. Selbst modernste KI-Beschleuniger und Rechenzentrumsprozessoren – die Art, die groß angelegte KI-Modelle antreiben – sind auf EUV-basierte 5-nm/4-nm-Prozesse angewiesen, um Matrix-Mathematik-Einheiten dicht zu packen und das Wärmemanagement zu ermöglichen.

Es sind nicht nur Logikchips. Speicherchips profitieren ebenfalls von den Fortschritten in der UV-Lithografie. Hersteller von Hochleistungs-DRAM setzen in ihren neuesten Generationen für bestimmte kritische Schichten EUV ein (z. B. verwendet Samsungs DRAM der 14-nm-Klasse EUV auf mehreren Schichten), um die Bitdichte zu erhöhen und die Ausbeute zu verbessern ^[40]. Auch Micron führt EUV in seinem nächsten DRAM-Knoten ein. Mehr EUV-Schichten im Speicher bedeuten mehr Gigabit Speicher pro Chip und geringere Kosten pro Bit, was letztlich mehr Speicher in Ihren Geräten zum gleichen Preis bedeutet. Tatsächlich hat ASMLs CEO Peter Wennink darauf hingewiesen, dass die steigende Nachfrage nach KI und Daten die Speicherhersteller dazu drängt, EUV schnell zu übernehmen – „DRAM-Hersteller verwenden mehr EUV-Schichten bei aktuellen und zukünftigen Knoten“, bemerkte er, was die Nachfrage nach diesen Werkzeugen branchenweit ankurbelt ^[41].

Kurz gesagt: UV-Lithografie beeinflusst direkt die Leistungsfähigkeit von Mikroprozessoren. Die Fähigkeit, kleinere Transistoren herzustellen, ermöglicht es nicht nur, mehr Kerne oder mehr Cache auf einem Chip unterzubringen, sondern kann auch den Energiebedarf für jeden Transistorschaltvorgang senken. Deshalb bringt jede neue Prozessgeneration oft einen 15–30%igen Leistungszuwachs und eine 20–50%ige Energieeinsparung bei gleichem Design oder alternativ eine Verdopplung oder mehr der Transistordichte. Zum Beispiel brachte TSMCs Umstellung vom 7-nm-Prozess (überwiegend DUV) auf 5 nm (EUV) etwa eine 1,8-fache Steigerung der Logikdichte und ~15% Geschwindigkeitszuwachs bei gleicher Leistungsaufnahme ^[42]. Diese Verbesserungen führen zu schnelleren Smartphones, effizienteren Rechenzentren und Durchbrüchen bei Hochleistungsrechenaufgaben. Die Ultraviolett-Lithografie ist die unsichtbare Hand, die diese Verbesserungen ins Silizium meißelt. Wie es ein Forschungsdirektor der Branche zusammenfasste: „Ohne EUV kann man eigentlich keine führenden Prozessoren herstellen“^[43] – so entscheidend ist sie, um auf dem Fortschrittskurs zu bleiben.

Stand der Technik und wichtigste Akteure

Im Jahr 2025 steht die Ultraviolett-Lithografie im Zentrum jeder fortschrittlichen Chipfabrik, und sie wird von wenigen Schlüsselakteuren und Technologien dominiert. Hier ein Überblick über die aktuelle Landschaft und die wichtigsten treibenden Kräfte:

ASML (Niederlande) – Das Rückgrat der Lithografie. ASML ist der einzige Anbieter von EUV-Lithografiesystemen weltweit ^[44]. Ende der 2010er Jahre wurde das Unternehmen zum ersten (und einzigen), das EUV-Scanner kommerzialisierte, nachdem die Konkurrenz ausgestiegen war ^[45]. Seine EUV-Anlagen (jede kostet etwa 150–180 Millionen US-Dollar ^[46], ^[47]) werden von jedem führenden Chiphersteller eingesetzt. ASML produziert außerdem DUV-Scanner (hier konkurriert es mit Nikon/Canon um Marktanteile). Dank EUV ist ASML zu einem der wertvollsten Halbleiterausrüster der Welt aufgestiegen – und hält im Grunde ein Monopol auf die fortschrittlichste Lithografietechnologie. Eine einzige hochmoderne Fabrik benötigt möglicherweise eine Flotte von 10–20 ASML-EUV-Maschinen, was eine Investition von mehreren Milliarden Dollar bedeutet. Bis 2021 waren bereits über 100 EUV-Anlagen im Einsatz ^[48], und diese Zahl steigt weiter, da TSMC, Samsung und Intel die EUV-Nutzung ausweiten. (Bemerkenswert ist, dass Exportkontrollen ASML derzeit daran hindern, EUV-Maschinen nach China zu verkaufen, aufgrund ihrer strategischen Bedeutung ^[49].)
TSMC (Taiwan) – Foundry-Pionier bei EUV. TSMC ist der weltweit größte Auftragschiphersteller und war der erste, der EUV in der Massenproduktion einsetzte (sein 7nm+ „N7+“-Knoten im Jahr 2019 war der erste EUV-Prozess der Branche) ^[50]. Seitdem nutzt TSMC EUV umfassend für seine 5-nm-Generation (2019–2020) und die 4-nm/3-nm-Knoten und produziert Chips für Apple, AMD, Nvidia und viele andere mit erstklassigen Ausbeuten. Durch den Einsatz von EUV auf mehreren kritischen Schichten erreichte TSMC die Dichtezuwächse, die diese Knoten definieren. TSMCs frühe Führungsrolle bei der Beherrschung von EUV ist ein wesentlicher Grund, warum das Unternehmen Intel in den letzten Jahren bei der Prozesstechnologie überholt hat. Für die Zukunft plant TSMC, das aktuelle EUV (0,33 NA) weiterhin für seine 3-nm- und sogar 2-nm-Knoten zu verwenden und prüft Next-Gen-EUV für die Zeit danach ^[51]. (Interessanterweise hat TSMC angedeutet, dass es nicht beabsichtigt, die ersten High-NA EUV-Werkzeuge für seine 2-nm-Prozesse um 2027–2028 übereilt einzuführen, sondern lieber wartet, bis die Wirtschaftlichkeit stimmt ^[52].)
Samsung (Südkorea) – Speicher- und Logik-Anwender. Samsung war schnell bei der Einführung von EUV für Logik und kündigte bereits 2019 die 7-nm-EUV-Produktion an (seine Exynos-Mobilprozessoren und einige Qualcomm-Snapdragon-Chips nutzten diese). Samsung war auch Vorreiter beim Einsatz von EUV im Speicherbereich und wurde das erste Unternehmen, das EUV in der DRAM-Fertigung einsetzte (für seinen 1z-nm-DRAM-Knoten) und bei der V-NAND-Schichtung ^[53]. Samsungs EUV-fähige Fertigungslinie in Hwaseong ist ein Vorzeigeprojekt, und das Unternehmen investiert weiterhin in EUV sowohl für das Foundry- als auch das Speichergeschäft. Wie TSMC ist auch Samsung Kunde von ASMLs kommender High-NA-EUV-Technologie, wobei Berichte darauf hindeuten, dass Samsung noch nicht entschieden hat, wann diese Werkzeuge in die Produktion eingeführt werden ^[54]. In der Zwischenzeit nutzen Samsungs aktuelle Flaggschiff-Prozesse (5 nm, 4 nm, 3 nm Gate-All-Around-Transistoren) alle EUV, um Maskierungsschritte zu reduzieren. Samsung produziert auch weiterhin viele Chips mit DUV und älteren Werkzeugen, aber im Spitzenbereich setzt das Unternehmen voll auf EUV.
Intel (USA) – Rennen um die Rückkehr an die Spitze. Intel, lange Zeit führend in der Lithografie, hatte Verzögerungen bei seinem 10-nm-Knoten (der fortschrittliches DUV-Multipatterning nutzte) und hinkte daher bei der Einführung von EUV hinterher. Inzwischen hat das Unternehmen jedoch massiv investiert, um aufzuholen. Intels neueste Prozessgenerationen (unter den Marken „Intel 4“, „Intel 3“, etwa vergleichbar mit ~7-nm- und ~5-nm-Klasse) verwenden EUV-Lithografie für mehrere Schichten – Intel 4 setzt beispielsweise EUV bei der Herstellung der kommenden Meteor Lake CPUs des Unternehmens ein ^[55]. Intel war auch ein früher Investor bei ASML und hat sich bevorzugten Zugang zu ASMLs High-NA-EUV-Maschinen gesichert: 2023 erhielt es das weltweit erste High-NA-EUV-Gerät (EXE:5000-Serie) für F&E und soll das erste produktionsreife High-NA-Gerät (EXE:5200) bis 2024–2025 erhalten ^[56], ^[57]. Intel plant, diese High-NA-EUV-Scanner für seine 1,8-nm- und 14Å-Generationsknoten (~2027) einzusetzen, als Teil seines ehrgeizigen Fahrplans, um die Prozessführerschaft zurückzugewinnen ^[58], ^[59]. Mit neuer CEO-Führung wirbt Intel offen für die Einführung von EUV und sogar für Foundry-Dienstleistungen, bei denen in naher Zukunft Chips für andere Unternehmen mit EUV gefertigt werden sollen.
Nikon und Canon (Japan) – Veteranen der DUV, auf der Suche nach Alternativen. Nikon und Canon waren einst führende Anbieter von Lithografieausrüstung (insbesondere Nikon war in den 1990er Jahren führend bei hochmodernen Steppern). Sie stellen weiterhin DUV-Lithografiegeräte her – tatsächlich lieferte Nikon über viele Jahre Maschinen an Intel und Speicherhersteller. Aber keines der beiden Unternehmen brachte eine EUV-Lösung auf den Markt: Beide zogen sich aus der EUV-Entwicklung zurück nach Forschungsarbeiten in den frühen 2000er Jahren und überließen diesen Markt ASML ^[60]. Heute verkauft Nikon immer noch 193-nm-Immersionsscanner für die Massenproduktion (insbesondere in nicht führenden Fabs oder als ergänzende Werkzeuge), während sich Canon auf spezialisierte Nischen wie Nanoimprint-Lithografie (NIL) konzentriert hat. Canons neue NIL-Maschinen versuchen, Chipmuster mechanisch zu „stempeln“ und beanspruchen eine um eine Größenordnung geringere Kosten und 90 % weniger Stromverbrauch als EUV-Geräte^[61]^[62]. Canon begann 2024 mit der Auslieferung seiner ersten NIL-Geräte für Testzwecke ^[63]. Einige sehen NIL als potenziell disruptive Technologie für bestimmte Anwendungen (sie könnte zusammen mit herkömmlicher Lithografie für einfachere Schichten oder Speicherbausteine verwendet werden), aber sie ist für die Massenproduktion von hochdichter Logik noch nicht bewiesen ^[64]. Für den Moment bleiben Nikon und Canon bedeutend im DUV-Bereich (und für ältere Nodes), aber ASML hat ein faktisches Monopol auf die fortschrittliche Lithografie, die für modernste Mikroprozessoren benötigt wird.
Chinas Ambitionen – Die Lücke unter Restriktionen schließen. China, das große Chipfabriken wie SMIC beherbergt, hat derzeit keinen Zugang zur EUV-Technologie – ASML hat China noch nie EUV-Scanner verkaufen dürfen aufgrund von Exportbeschränkungen, die von den USA angeführt werden cnfocus.com. Selbst der Verkauf von ASMLs neuesten DUV-Immersionsgeräten an China unterliegt seit 2023 einer Lizenzierung durch die niederländische Regierung ^[65]. Dies hat chinesische Bemühungen zur Entwicklung eigener Lithografie-Technologien angestoßen. Das führende chinesische Lithografieunternehmen SMEE (Shanghai Micro Electronics Equipment) hat Berichten zufolge Maschinen gebaut, die zu 90-nm- und 28-nm-DUV-Lithografie fähig sind, aber noch nichts Vergleichbares zu EUV (EUV umfasst ein riesiges Ökosystem von Patenten und physikalischen Herausforderungen). Infolgedessen ist es chinesischen Fabriken wie SMIC gelungen, einen 7-nm-ähnlichen Chip mit älterer DUV-Mehrfachstrukturierung herzustellen, aber sie bleiben ein paar Generationen hinter der Spitze zurück, die EUV erfordert. Die globalen Markttrends sind daher eng mit der Geopolitik verflochten: Lithografie-Werkzeuge sind zu einem strategischen Gut geworden. Im Jahr 2024 betrug ASMLs Umsatz mit China (hauptsächlich DUV-Geräte) etwa 7 Milliarden US-Dollar ^[66], aber das zukünftige Wachstum ist aufgrund verschärfter Exportkontrollen unsicher. Unterdessen boomt die Nachfrage anderswo, sodass ASML erwartet, dass sein EUV-Geschäft 2025 trotz möglicher Gegenwinde aus China um etwa 30 % zulegen wird ^[67], ^[68].

Herausforderungen und jüngste Fortschritte

Während die ultraviolette Lithografie bemerkenswerte Fortschritte ermöglicht hat, steht sie auch vor erheblichen Herausforderungen, die kontinuierliche Innovationen vorantreiben. Hier sind einige zentrale Schmerzpunkte und die jüngsten Fortschritte, die sie adressieren:

Werkzeugkosten & Komplexität: Der Preis von EUV-Scannern (~150 Millionen US-Dollar oder mehr pro Stück) und ihre enorme Komplexität erhöhen die Eintrittsbarriere für Chiphersteller ^[69]. Nur wenige Unternehmen können sich große Flotten dieser Geräte leisten. Um die Kosten zu rechtfertigen, benötigen Fabs eine hohe Auslastung und hohe Ausbeute. Fortschritt: Die nächste Generation der High-NA EUV-Werkzeuge ist noch teurer (>300 Millionen US-Dollar pro Stück) ^[70], verspricht jedoch einen höheren Durchsatz und eine bessere Auflösung, was die Kosten pro Transistor potenziell senkt. Zusätzlich helfen Fortschritte im Bereich maschinelles Lernen und computational lithography, die Leistung jedes Werkzeugs zu maximieren (durch Verbesserung der Musterpräzision und Prozessfenster).
Durchsatz (Scanner-Geschwindigkeit): Frühe EUV-Werkzeuge verarbeiteten weniger Wafer pro Stunde als ihre DUV-Pendants, teilweise aufgrund begrenzter Quellleistung und empfindlicherer Optik. Geringer Durchsatz bedeutet eine niedrigere Produktivität der Fab. Fortschritt: Die EUV-Quellleistung hat sich stetig verbessert (heutige Quellen übersteigen 250 W, gegenüber ~125 W bei den ersten Produktionstools), und ASMLs neueste EUV-Scanner können ~160 Wafer/Stunde unter optimalen Bedingungen belichten. Die kommenden High-NA EUV-Systeme werden mit neu gestalteter Optik und höherer numerischer Apertur 0,55 vs. 0,33 ausgestattet, was die Auflösung verbessert, aber zunächst die Feldgröße verringert. Um dies auszugleichen, entwickelt ASML diese Werkzeuge so, dass sie schließlich einen Durchsatz von ~185 Wafer/Stunde erreichen. Tatsächlich hat ASML 2025 sein erstes High-NA EUV-Modell (EXE:5200) ausgeliefert und gibt an, dass es einen Produktivitätsschub von 60 % gegenüber aktuellen EUV-Werkzeugen liefern wird – etwa 175 Wafer/Stunde, was mit DUV-Scannern vergleichbar ist ^[71].
Defekte & Ausbeute: Da EUV reflektierende Masken verwendet und im Nanobereich arbeitet, ist Defektkontrolle ein großes Thema. Winzige Maskendefekte oder Partikel können auf den Wafer übertragen werden, und die EUV-Photoresists sowie der Prozess können zufällige Defekte (stochastische Probleme) aufweisen, wenn sie nicht optimiert sind. Fortschritt: Die Branche hat nach vielen Iterationen schützende Masken-Pellicles für EUV entwickelt (um Partikel von der Maske fernzuhalten). Auch die Chemie der Photoresists entwickelt sich weiter – neue Resistmaterialien und Unterlagentechniken haben die Empfindlichkeit und Kantenrauheit verbessert. Chiphersteller berichten, dass die anfänglichen Ausbeuteprobleme mit EUV weitgehend überwunden wurden und die Defektraten mit früheren Nodes vergleichbar sind ^[72]. Dennoch arbeiten Forscher weiterhin an der Verbesserung von Resist- und Maskentechnologien (einschließlich der Erforschung von metal oxide resists und anderen neuartigen Ansätzen für EUV).
Stromverbrauch: Wie erwähnt, sind EUV-Scanner sehr energiehungrig – jeder einzelne kann etwa eine Megawatt Leistung zwischen Laserquelle, Vakuumpumpen und Kühlsystemen aufnehmen ^[73]. Dies trägt zu den erheblichen Betriebskosten bei und erhöht den ökologischen Fußabdruck der Fabriken. Fortschritt: Alternative Lithographiemethoden wie Nanoimprint zielen darauf ab, den Stromverbrauch drastisch zu senken (Canon behauptet 90 % weniger Energieverbrauch) ^[74]. Innerhalb der EUV-Technologie selbst arbeiten Ingenieure an effizienteren Quellen (z. B. höhere Umwandlungseffizienz von Laserenergie in EUV-Licht), sodass zukünftige Geräte mehr Licht mit weniger Energie erzeugen. Selbst kleine Verbesserungen bei der Quelleneffizienz oder Spiegelreflexion können über Tausende von Wafern hinweg erhebliche Energieeinsparungen bringen.
Grenzen der optischen Auflösung: Selbst EUV bei 13,5 nm wird irgendwann an Skalierungsgrenzen stoßen. Die aktuellen EUV-Geräte (0,33 NA) können problemlos Muster mit ~30 nm Pitch erzeugen; darüber hinaus werden Mehrfachbelichtung oder High-NA EUV für den ~2-nm-Knoten und darunter benötigt. Fortschritt: High-NA EUV ist im Wesentlichen der nächste große Schritt – durch die Erhöhung der numerischen Apertur (NA) der Linse auf 0,55 mit einem neuen optischen Design (was bemerkenswerterweise eine neue 6-inch mask size und eine komplett neue Geräteplattform erfordert), können diese Systeme ~30–40 % kleinere Strukturen auflösen ^[75]. ASML sagt, dass High-NA EUV die Transistordichte fast verdreifachen könnte, indem feinere Strukturen und engere Abstände ermöglicht werden ^[76]. Die ersten High-NA EUV-Geräte sollen ab etwa 2025–2026 bei Intel im Pilotbetrieb eingesetzt werden, mit dem Ziel des Hochvolumen-Einsatzes bis ~2028 ^[77]. Diese Erweiterung sollte die Branche durch die 2-nm-, 1,5-nm- und 1-nm-Knoten führen (trotz der Bezeichnung werden diese Strukturen Abstände im niedrigen zweistelligen Nanometerbereich aufweisen). Darüber hinaus könnten andere Ansätze erforderlich sein (wie „Beyond EUV“-Konzepte bei noch kürzeren Wellenlängen oder revolutionäre Strukturierungsmethoden).
Alternative Lithografietechniken: Die Konzentration der kritischen Lithografiefähigkeit auf ein Unternehmen (ASML) und eine Technologie (EUV) hat das Interesse an alternativen oder ergänzenden Techniken geweckt. Fortschritt: Neben Canons NIL wird an Directed Self-Assembly (DSA) gearbeitet – dabei werden spezielle Materialien verwendet, die sich selbstständig zu sehr feinen Mustern anordnen und die Lithografie bei bestimmten Strukturen ergänzen können. Ein weiterer Ansatz ist die Multiphotonen- oder Quantenlithografie, die sich jedoch noch weitgehend im akademischen Bereich befindet. E-Beam-Lithografie (Direktbeschriftung mit Elektronenstrahlen) wird für die Maskenherstellung und Prototypen verwendet, ist aber für die Massenproduktion zu langsam. Dennoch erforschen Unternehmen Multi-Beam-E-Beam-Werkzeuge für spezielle Anwendungen. Sollten sich diese Alternativen weiterentwickeln, könnten sie eines Tages die Belastung der optischen Lithografie verringern oder die Kosten für bestimmte Schichten senken. Im Moment sind sie „nice to have“-Forschung, während die optische UV-Lithografie weiterhin das unverzichtbare Rückgrat bleibt.

Experteneinschätzungen und Zukunftsausblick

Der Konsens unter Branchenexperten ist, dass die ultraviolette Lithografie auch in absehbarer Zukunft das Rückgrat der Chipfertigung bleiben wird, wenn auch mit fortlaufender Weiterentwicklung. „Wir entwickeln und optimieren ständig weiter… es gibt eine steile Lernkurve für uns und unsere Kunden“, sagte ein ASML-Sprecher im Hinblick auf die Einführung von High-NA EUV und betonte, dass jeder neue Sprung (wie High-NA) umfangreiche Feinabstimmung erfordert ^[78]. Analysten warnen zudem, dass die Wirtschaftlichkeit die Einführung bestimmen wird: „Während einige Chiphersteller [High-NA EUV] früher einführen könnten, um Technologieführerschaft zu erlangen, wird die Mehrheit es erst übernehmen, wenn es wirtschaftlich sinnvoll ist“, bemerkte Jeff Koch von SemiAnalysis und prognostizierte, dass die meisten bis etwa 2030 warten werden, wenn der Vorteil die Kosten rechtfertigt^[79]. Als Antwort darauf betont ASML-CEO Peter Wennink, dass sich High-NA früher lohnen wird: „Alles, was wir bei unseren Kunden sehen, zeigt, dass High-NA für sie günstiger ist“, um das nächste Skalierungsniveau zu erreichen ^[80]. Diese optimistische Sichtweise deutet darauf hin, dass mit zunehmender Komplexität fortschrittlichere Lithografie die Gesamtkosten tatsächlich senken könnte, indem zusätzliche Prozessschritte entfallen.

Man kann die zentrale Rolle von ASML nicht hoch genug einschätzen – eine Tatsache, die auch den Regierungen nicht entgangen ist. In einer Welt, in der hochmoderne Chips wirtschaftliche und militärische Vorteile verschaffen, sind Lithografieanlagen zu einem strategischen Gut geworden. Die niederländische Regierung (mit Unterstützung der USA) hat ASMLs Export von fortschrittlichen Geräten nach China streng begrenzt ^[81], ein Schritt, der darauf abzielt, „Pekings Halbleiterambitionen zu vereiteln“^[82]. Dies hat zu einer Aufspaltung der globalen Chip-Lieferkette geführt: Die fortschrittlichsten Logikchips werden derzeit nur an wenigen Orten (Taiwan, Südkorea und bald auch in den USA durch TSMC/Intel-Fabriken) produziert, alle mit ASMLs EUV-Maschinen. China investiert massiv, um bei älteren Fertigungstechnologien aufzuholen und eigene Lithografie zu entwickeln, aber Experten schätzen, dass es viele Jahre dauern könnte, bis ein Gleichstand erreicht wird – wenn überhaupt –, angesichts der hohen Wissens- und IP-Hürden.

Unterdessen steigt die Nachfrage nach UV-Lithografieanlagen sprunghaft an, im Gleichschritt mit dem Halbleiterboom. Das Wachstum von KI und Hochleistungsrechnen treibt führende Fabriken dazu, ihre Kapazitäten auszubauen. ASMLs Auftragsbücher für EUV-Anlagen erreichten Rekordhöhen – in einem jüngsten Quartal schnellten die Bestellungen auf 10 Milliarden Dollar in die Höhe, hauptsächlich für zukünftige EUV- und High-NA-Systeme ^[83]. Das Unternehmen prognostiziert, dass die EUV-bezogenen Umsätze im Jahr 2025 um etwa 40–50 % steigen werden ^[84], was dazu beiträgt, den Gesamtumsatz trotz schwächerer Nachfrage aus dem Speicherbereich oder aus China zu steigern ^[85]. Mit anderen Worten: Der Markt für hochmoderne Lithografie ist robust und wächst, und ASML rechnet damit, jedes Jahr Dutzende weitere EUV-Anlagen auszuliefern. Bis 2030 wird High-NA-EUV voraussichtlich weit verbreitet sein, und die Diskussion wird sich darauf richten, was nach der EUV-Ära kommt.

Was könnte als Nächstes kommen? Einige Forscher sprechen von „Beyond EUV“ – vielleicht mit noch kürzeren Wellenlängen im Bereich der weichen Röntgenstrahlung (~6–8 nm) oder Elektronen-/Ionen-Projektionslithografie – aber jeder dieser Wege steht vor gewaltigen physikalischen Herausforderungen. Für den Moment besteht die Strategie der Branche darin, das Maximum aus EUV herauszuholen: zunächst durch die Einführung von High-NA-EUV für weitere 1–2 Generationen der Verkleinerung und durch die Kombination von EUV mit cleverer Prozessintegration (wie Chiplet-Architekturen und 3D-Stacking, die die Notwendigkeit monolithischer 2D-Verkleinerungen verringern). Die Lithografie wird ein Mix aus Techniken bleiben: DUV verschwindet nicht (es wird zusammen mit EUV verwendet werden), und neuartige Methoden wie Nanoimprint könnten eine Nische finden, um die Mainstream-Prozesse zu ergänzen, falls sie sich bewähren. Aber jede radikale Abkehr von der optischen Lithografie würde wahrscheinlich auch einen Paradigmenwechsel im Chipdesign erfordern – etwas, das für die Massenfertigung noch nicht absehbar ist.

In den Worten von TSMC-Vorsitzendem Mark Liu hat die Halbleiterindustrie seit Jahrzehnten „in einem Tunnel gearbeitet“ mit einem klaren Ziel: verkleinern, verkleinern, verkleinern ^[86]. Die ultraviolette Lithografie war das Licht, das diesen Tunnel erleuchtet hat. Sie begann mit Quecksilberlampen und primitiver UV-Strahlung, entwickelte sich zu Excimer-Deep-UV-Lasern, die uns über 20 Jahre getragen haben ^[87], und hat nun das Extreme-UV-Zeitalter erreicht, das den Tunnel weiter verlängert. Die Reise war alles andere als einfach – geprägt von Momenten des Triumphs und häufigem Zweifel – doch das Ergebnis ist schlichtweg erstaunlich: Milliarden von Strukturen, nur wenige Dutzend Atome breit, makellos über große Wafer verteilt, ermöglichen Rechenleistungen, die vor einer Generation noch unmöglich schienen.

Wenn wir nach vorne blicken, ist die Mikroprozessorentwicklung enger mit der Lithografie verflochten als je zuvor. Die Leistung und die Fähigkeiten der nächsten CPUs, GPUs und KI-Beschleuniger werden maßgeblich davon bestimmt, wie fein und zuverlässig wir ihre Strukturen drucken können. Die ultraviolette Lithografie ist das wichtigste Werkzeug, das dies möglich macht. Branchenexperten sind optimistisch, dass mit weiteren Innovationen – von High-NA-Optiken über intelligentere Software bis hin zu vielleicht einigen unkonventionellen Ideen wie NIL oder DSA – die Lithografie weiterhin liefern wird. Der CEO von ASML meint sogar, dass der Fahrplan für EUV und seine Erweiterungen für das nächste Jahrzehnt solide sei und den Chipherstellern eine klare Perspektive für weitere Verbesserungen gebe. Die globalen Markttrends deuten auf gesundes Wachstum und intensiven Wettbewerb hin, aber auch auf eine Konzentration auf einige wenige Schlüsseltechnologien und -lieferanten.

Zusammengefasst ist die Welt der ultravioletten Lithografie eine Fusion aus modernster Physik und Ingenieurskunst mit Hochrisiko-Ökonomie und Strategie. Sie arbeitet vielleicht im unsichtbaren Bereich des UV-Lichts, aber ihre Auswirkungen sind in Form immer leistungsfähigerer Mikroprozessoren Jahr für Jahr deutlich sichtbar. Wenn Sie das nächste Mal von einem neuen „Nanometer“-Chip-Durchbruch hören, denken Sie an die ultraviolette Revolution, die im Hintergrund arbeitet. Von Deep UV über Extreme UV bis darüber hinaus – diese Technologien prägen die Zukunft der Mikrochips – sie schreiben die nächsten Zeilen in der Geschichte des menschlichen technologischen Fortschritts, einen Photonenschlag nach dem anderen.

Quellen

C. Thompson, „Inside the machine that saved Moore’s Law,“ MIT Technology Review, 27. Okt. 2021 ^[88]^[89]
Wikipedia, „Photolithography – Current state-of-the-art tools use 193 nm deep UV excimer lasers“ ^[90]
M. Chaban, „Lighting the way: How ASML revived Moore’s Law,“ Google Cloud Blog, 28. März 2023 ^[91]^[92]
Orbit Skyline (Semiconductor FAB Solutions Blog), „Exploring the Future of EUV Lithography and Beyond,“ 4. Nov. 2024 ^[93]
T. Sterling, „Intel orders ASML system for well over $340 mln in quest for chipmaking edge,“ Reuters, 19. Jan. 2022 ^[94]
T. Sterling, „ASML’s next chip challenge: rollout of its new $350 mln ‘High NA EUV’ machine,“ Reuters, 9. Feb. 2024 ^[95]
TrendForce News, „ASML Confirms First High-NA EUV EXE:5200 Shipment…“, 17. Juli 2025 ^[96]
T. Sterling, „Dutch government excludes most ASML sales to China from export data,“ Reuters, 17. Jan. 2025 ^[97]
A. Shilov, „Neue ‚Stempel‘-Chip-Herstellungstechnik verbraucht 90 % weniger Energie als EUV“, Tom’s Hardware, 31. Jan. 2024 ^[98]
Samsung Newsroom, „Samsung Electronics beginnt mit der Massenproduktion in neuer EUV-Linie“, Feb. 2020 ^[99]
Taiwan Semiconductor Manufacturing Co. (TSMC), „7nm FinFET Plus (N7+) Technologie – Erste Nutzung von EUV (2019)“ ^[100]
S&P Global Market Intelligence, „ASML steht vor KI-getriebenem Aufschwung, da die Nachfrage nach EUV und High-NA steigt“, Sept. 2023 ^[101]

How Samsung’s Extreme Ultraviolet unlocks the next generation of chips | Engadget Today

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References