12月12日，美國紐約州宣布與 IBM、美光等其他行業(yè)參與者合作，投資100億美元擴建奧爾巴尼納米科技園，建立一個新的尖端高數(shù)值孔徑 （或High NA） EUV 中心，該中心將推動未來十年的半導體技術創(chuàng)新。

當日，紐約州州長Kathy Hochul 宣布IBM、美光、應用材料（Applied Materials）、東京電子（Tokyo Electron ）等半導體行業(yè)的領導者建立合作關系，在紐約建立下一代半導體研發(fā)中心“奧爾巴尼半導體技術中心”。該合作伙伴關系將投入100億美元資助建設一個尖端的High NA極紫外光刻中心——這是北美第一個也是唯一一個公有的High NA EUV中心——它將支持世界上最復雜和最強大的半導體的研究和開發(fā)。

Kathy Hochul 指出，此舉不單純只投資，這種伙伴關系將使紐約州通過建立全美最先進，公共半導體研發(fā)基礎設施，不僅將創(chuàng)建和保留成千上萬的直接、間接工作崗位，還將支持該州長期的科技經(jīng)濟增長。

根據(jù)這一新舉措，非營利性機構(gòu)NY CREATES將在其奧爾巴尼納米科技園購置并安裝由ASML設計和制造的High NA EUV光刻設備，包括美光、IBM、應用材料、東京電子等在內(nèi)的行業(yè)合作伙伴將使用這些半導體尖端設備。一旦此High NA EUV中心落成，將有助于該州定位為創(chuàng)新芯片技術的研發(fā)目的地。同時，該中心還將引入更多國際合作伙伴，包括全球知名研究機構(gòu)，以及吸引來自世界各地的企業(yè)。

此外，這一合作關系將顯著提高紐約州作為聯(lián)邦國家半導體技術中心下確保錨定中心地位的領先候選人的地位，該中心有可能釋放超過聯(lián)邦政府出臺的《芯片和科學法案》所募集110億美元的資金規(guī)模。

該項目將創(chuàng)造至少700個新的直接就業(yè)機會，以及其他數(shù)千個就業(yè)機會，利用至少90億美元的私人支出和投資，支持和建立人才發(fā)展渠道，包括通過與紐約州立大學的合作。合作伙伴已承諾擴大或啟動對勞動力發(fā)展計劃的支持，包括對紐約州立大學、倫斯勒理工學院以及其他公共和私人勞動力發(fā)展活動的投資；K-12 STEM學術項目；工程和相關STEM領域的本科生和研究生的培訓、實習和體驗式學習，以及學術研究伙伴關系。

NY CREATES和行業(yè)合作伙伴還同意在項目的整個建設和運營階段做出一系列可持續(xù)性承諾，這些承諾與紐約全國領先的綠色芯片計劃密切一致，包括使用最佳可用技術減少溫室氣體排放；優(yōu)先考慮可再生能源，優(yōu)先考慮紐約的能源；以及為與該項目相關的新建筑爭取最低LEED金牌認證。此外，合作伙伴致力于將可持續(xù)性作為研發(fā)活動的主要目標，包括可持續(xù)的半導體制造工藝、材料使用、廢物再利用和回收以及fab設計。通過這一系列的新的舉措，High NA EUV中心將成為可持續(xù)和氣候友好型半導體制造工藝和技術發(fā)展的全球領導者。

為了支持該項目，紐約州將投資 10 億美元擴建奧爾巴尼納米科技園，通過購買 ASML 的 EXE:5200 High NA EUV設備以及建造 NanoFab Reflection 來建立High NA EUV 中心。 這座高度精密的全新建筑擁有超過 50,000 平方英尺的潔凈室空間，將鼓勵未來的合作伙伴發(fā)展并支持美國國家半導體技術中心、國家先進封裝制造計劃和國防部微電子共享計劃（后者是美國國防部微電子共享計劃）等，后者最近被授予紐約州。 該項目在兩年建設階段預計將創(chuàng)造500 至 600 個（按現(xiàn)行工資水平）建筑工作崗位。

該項目對于進一步發(fā)展 NY CREATES 的奧爾巴尼納米科技園至關重要。 除了在奧爾巴尼納米技術中心創(chuàng)建 50,000 平方英尺最先進的潔凈室空間外，預計這項投資還將為未來建造更多潔凈室空間打開大門，以實現(xiàn)High NA EUV中心和聯(lián)邦倡議推動的新的和現(xiàn)有合作的長期增長。

什么是高數(shù)值孔徑（或High NA） EUV光刻？

幾十年來，基于激光的光刻技術一直是大規(guī)模設計和生產(chǎn)芯片的關鍵。現(xiàn)有的EUV機器雖然支持了過去十年的半導體工藝開發(fā)，但無法達到將亞2nm節(jié)點以有利于大規(guī)模生產(chǎn)的方式圖案化為芯片所需的分辨率。這些機器可以做到這一點——這就是IBM開發(fā)第一個工作的2nm節(jié)點的方式——但這需要三到四次EUV曝光（即多重曝光），而不是一次曝光。這一點，以及與縮小特征大小相關的其他問題，意味著研究人員需要考慮一種新的方法——解決方案是所謂的高數(shù)值孔徑（或High NA）EUV光刻。

據(jù)IBM官網(wǎng)資料指出，這種新方法在功能上與EUV光刻相同，但顧名思義，光學器件更大，支持在晶片上打印更高分辨率的圖案。如果熟悉專業(yè)相機，你會知道增加數(shù)值光圈會使焦點更清晰，但這也意味著焦深更淺。High NA EUV光刻也是如此。

研究人員必須確保光刻中使用的光致抗蝕劑材料能夠在這些較小的尺寸上進行解析，并應對較淺的聚焦深度可能產(chǎn)生的挑戰(zhàn)。例如，圖案中不能有任何模糊，因為這會導致芯片蝕刻不精確。此外，用于打印這些圖案的掩模也必須進化以支持這些較小的功能。High NA EUV將是一臺比第一代EUV更復雜的機器，學習如何利用它將推動下一個十年的半導體創(chuàng)新。

正如EUV要求生態(tài)系統(tǒng)走到一起一樣，將High NA EUV光刻技術投入生產(chǎn)也需要深度合作和伙伴關系。奧爾巴尼納米科技園的High NA EUV中心將成為推動半導體下一步發(fā)展的催化劑。

奧爾巴尼納米科技園當前的 EUV 設備（圖片來自IBM官網(wǎng)）

奧爾巴尼納米科技園

奧爾巴尼納米科技園（ Albany NanoTech Complex）由非營利性紐約研究、經(jīng)濟進步、技術、工程和科學中心 (NY CREATES) 所有和運營，是美國乃至北美最先進的公有 300 毫米半導體研發(fā)設施。 二十多年來一直處于半導體創(chuàng)新的前沿。 自成立以來，該園區(qū)的資本投資已經(jīng)超過了150億美元。

奧爾巴尼納米科技園地圖（圖源ny-creates.org）

該園區(qū)目前擁有最新一代的 EUV 光刻設備，IBM 最近使用該設備生產(chǎn)出世界上第一個 2 納米芯片技術——有史以來規(guī)模最小的芯片。 根據(jù)資料顯示， IBM 奧爾巴尼研究院設施橫跨五棟大樓，包括超過 10萬平方英尺的半導體晶圓廠空間。

2021年，IBM宣布開發(fā)了世界上第一款2納米節(jié)點芯片，預計其性能將比領先的7納米芯片提高45%或75%。2022年12月，IBM和Rapidus宣布建立聯(lián)合開發(fā)伙伴關系，以推進邏輯擴展技術。作為合作協(xié)議的一部分，Rapidus和IBM將進一步開發(fā)IBM突破性的2納米（nm）節(jié)點技術，并由Rapidus在其日本的晶圓廠實施。

此外，按照協(xié)議，Rapidus的科學家和工程師將與IBM日本公司和IBM研究人員一起在紐約州奧爾巴尼市由NY CREATES擁有和運營的奧爾巴尼納米科技園工作。Rapidus也是最新加入奧爾巴尼納米科技園生態(tài)系統(tǒng)的實體，該生態(tài)系統(tǒng)包括IBM、應用材料、三星電子、東京電子、SCREEN、JSR、紐約州立大學（SUNY）等。

紐約州著力建立全球半導體中心

過去二十多年，IBM Research的CMOS技術開發(fā)設施、東京電子位于奧爾巴尼的美國技術中心、應用材料META中心、GlobalFoundries位于紐約馬耳他的旗艦工廠、丹佛斯在紐約馬爾西的電力電子封裝廠，以及Wolfspeed宣布將在紐約擴張等，都有NY CREATES的身影。NY CREATES旨在通過吸引企業(yè)到紐約州，并通過構(gòu)思、孵化和投資階段為他們提供支持，進一步加速高價值高科技公司的發(fā)展。

紐約州半導體制造和研發(fā)主要據(jù)點（截取SIA美國半導體生態(tài)系統(tǒng)圖）

2022年10月，在簽署紐約州全美第一項綠色芯片立法，以建立一個繁榮、可持續(xù)的芯片行業(yè)后，該州州長宣布美光公司歷史性地投資1000億美元，在紐約市中心建立一個最先進的前沿存儲器制造園區(qū)，將創(chuàng)造5萬個就業(yè)機會。自簽署綠色芯片以來，該州州長還宣布了其他幾家半導體制造商和半導體供應鏈公司的重大投資，包括AMD、Edwards Vacuum和TTM Technologies。

在2023年的紐約政府演講中，該州長Hochul宣布成立了價值4500萬美元的半導體擴張、制造和集成州辦公室，即GO-SEMI，用以對該州半導體產(chǎn)業(yè)進行監(jiān)督和負責。