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(kuò)建奧爾巴尼納米科技園，建立一個(gè)新的尖端高數(shù)值孔徑 （或High NA） EUV 中心，該中心將推動(dòng)未來十年的半導(dǎo)體技術(shù)創(chuàng)新。

當(dāng)日，紐約州州長Kathy Hochul 宣布IBM、美光、應(yīng)用材料（Applied Materials）、東京電子（Tokyo Electron ）等半導(dǎo)體行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者建立合作關(guān)系，在紐約建立下一代半導(dǎo)體研發(fā)中心“奧爾巴尼半導(dǎo)體技術(shù)中心”。該合作伙伴關(guān)系將投入100億美元資助建設(shè)一個(gè)尖端的High NA極紫外光刻中心——這是北美第一個(gè)也是唯一一個(gè)公有的High NA EUV中心——它將支持世界上最復(fù)雜和最強(qiáng)大的半導(dǎo)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(guān)系將使紐約州通過建立全美最先進(jìn)，公共半導(dǎo)體研發(fā)基礎(chǔ)設(shè)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(jì)增長。

根據(jù)這一新舉措，非營利性機(jī)構(gòu)NY CREATES將在其奧爾巴尼納米科技園購置并安裝由ASML設(shè)計(jì)和制造的High NA EUV光刻設(shè)備，包括美光、IBM、應(yīng)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(dǎo)體尖端設(shè)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(shù)的研發(fā)目的地。同時(shí)，該中心還將引入更多國際合作伙伴，包括全球知名研究機(jī)構(gòu)，以及吸引來自世界各地的企業(yè)。

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

該項(xiàng)目將創(chuàng)造至少700個(gè)新的直接就業(yè)機(jī)會(huì)，以及其他數(shù)千個(gè)就業(yè)機(jī)會(huì)，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(xué)的合作。合作伙伴已承諾擴(kuò)大或啟動(dòng)對(duì)勞動(dòng)力發(fā)展計(jì)劃的支持，包括對(duì)紐約州立大學(xué)、倫斯勒理工學(xué)院以及其他公共和私人勞動(dòng)力發(fā)展活動(dòng)的投資；K-12 STEM學(xué)術(shù)項(xiàng)目；工程和相關(guān)STEM領(lǐng)域的本科生和研究生的培訓(xùn)、實(shí)習(xí)和體驗(yàn)式學(xué)習(xí)，以及學(xué)術(shù)研究伙伴關(guān)系。

NY CREATES和行業(yè)合作伙伴還同意在項(xiàng)目的整個(gè)建設(shè)和運(yùn)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(lǐng)先的綠色芯片計(jì)劃密切一致，包括使用最佳可用技術(shù)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(xiàng)目相關(guān)的新建筑爭取最低LEED金牌認(rèn)證。此外，合作伙伴致力于將可持續(xù)性作為研發(fā)活動(dòng)的主要目標(biāo)，包括可持續(xù)的半導(dǎo)體制造工藝、材料使用、廢物再利用和回收以及fab設(shè)計(jì)。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(dǎo)體制造工藝和技術(shù)發(fā)展的全球領(lǐng)導(dǎo)者。

為了支持該項(xiàng)目，紐約州將投資 10 億美元擴(kuò)建奧爾巴尼納米科技園，通過購買 ASML 的 EXE:5200 High NA EUV設(shè)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(lì)未來的合作伙伴發(fā)展并支持美國國家半導(dǎo)體技術(shù)中心、國家先進(jìn)封裝制造計(jì)劃和國防部微電子共享計(jì)劃（后者是美國國防部微電子共享計(jì)劃）等，后者最近被授予紐約州。 該項(xiàng)目在兩年建設(shè)階段預(yù)計(jì)將創(chuàng)造500 至 600 個(gè)（按現(xiàn)行工資水平）建筑工作崗位。

該項(xiàng)目對(duì)于進(jìn)一步發(fā)展 NY CREATES 的奧爾巴尼納米科技園至關(guān)重要。 除了在奧爾巴尼納米技術(shù)中心創(chuàng)建 50,000 平方英尺最先進(jìn)的潔凈室空間外，預(yù)計(jì)這項(xiàng)投資還將為未來建造更多潔凈室空間打開大門，以實(shí)現(xiàn)High NA EUV中心和聯(lián)邦倡議推動(dòng)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(shù)一直是大規(guī)模設(shè)計(jì)和生產(chǎn)芯片的關(guān)鍵。現(xiàn)有的EUV機(jī)器雖然支持了過去十年的半導(dǎo)體工藝開發(fā)，但無法達(dá)到將亞2nm節(jié)點(diǎn)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(jī)器可以做到這一點(diǎn)——這就是IBM開發(fā)第一個(gè)工作的2nm節(jié)點(diǎn)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(diǎn)，以及與縮小特征大小相關(guān)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(xué)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(jī)，你會(huì)知道增加數(shù)值光圈會(huì)使焦點(diǎn)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(jìn)行解析，并應(yīng)對(duì)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?yàn)檫@會(huì)導(dǎo)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(jìn)化以支持這些較小的功能。High NA EUV將是一臺(tái)比第一代EUV更復(fù)雜的機(jī)器，學(xué)習(xí)如何利用它將推動(dòng)下一個(gè)十年的半導(dǎo)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(shù)投入生產(chǎn)也需要深度合作和伙伴關(guān)系。奧爾巴尼納米科技園的High NA EUV中心將成為推動(dòng)半導(dǎo)體下一步發(fā)展的催化劑。

奧爾巴尼納米科技園當(dāng)前的 EUV 設(shè)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(jì)進(jìn)步、技術(shù)、工程和科學(xué)中心 (NY CREATES) 所有和運(yùn)營，是美國乃至北美最先進(jìn)的公有 300 毫米半導(dǎo)體研發(fā)設(shè)施。 二十多年來一直處于半導(dǎo)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(shè)備，IBM 最近使用該設(shè)備生產(chǎn)出世界上第一個(gè) 2 納米芯片技術(shù)——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(shè)施橫跨五棟大樓，包括超過 10萬平方英尺的半導(dǎo)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(diǎn)芯片，預(yù)計(jì)其性能將比領(lǐng)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(guān)系，以推進(jìn)邏輯擴(kuò)展技術(shù)。作為合作協(xié)議的一部分，Rapidus和IBM將進(jìn)一步開發(fā)IBM突破性的2納米（nm）節(jié)點(diǎn)技術(shù)，并由Rapidus在其日本的晶圓廠實(shí)施。

此外，按照協(xié)議，Rapidus的科學(xué)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(yùn)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(shí)體，該生態(tài)系統(tǒng)包括IBM、應(yīng)用材料、三星電子、東京電子、SCREEN、JSR、紐約州立大學(xué)（SUNY）等。

紐約州著力建立全球半導(dǎo)體中心

過去二十多年，IBM Research的CMOS技術(shù)開發(fā)設(shè)施、東京電子位于奧爾巴尼的美國技術(shù)中心、應(yīng)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(kuò)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(jìn)一步加速高價(jià)值高科技公司的發(fā)展。

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

2022年10月，在簽署紐約州全美第一項(xiàng)綠色芯片立法，以建立一個(gè)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(gè)最先進(jìn)的前沿存儲(chǔ)器制造園區(qū)，將創(chuàng)造5萬個(gè)就業(yè)機(jī)會(huì)。自簽署綠色芯片以來，該州州長還宣布了其他幾家半導(dǎo)體制造商和半導(dǎo)體供應(yīng)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(jià)值4500萬美元的半導(dǎo)體擴(kuò)張、制造和集成州辦公室，即GO-SEMI，用以對(duì)該州半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)進(jìn)行監(jiān)督和負(fù)責(zé)。