ASML et TSMC veulent agrandir le « négatif » qui sert à fabriquer les puces d’IA

Pour fabriquer un processeur, une machine de lithographie projette sur le silicium des motifs provenant d’une plaque appelée photomasque. On peut comparer celle-ci à un négatif photographique d’une précision extrême.

ASML et TSMC ont annoncé le 8 septembre 2026 une initiative destinée à faire passer ce masque d’un format standard de 6 pouces à un format allongé de 6 × 12 pouces.

L’objectif est de permettre aux machines High-NA EUV de fabriquer plus efficacement les très grandes puces destinées aux centres de données et à l’intelligence artificielle.

Cette technologie ne sera toutefois pas prête demain : une ligne pilote est visée pour 2031 et la production avancée pour 2033.

Pourquoi faut-il un photomasque?

Un processeur moderne réunit des milliards de transistors. Pour les produire, des couches successives de circuits doivent être imprimées sur une plaquette de silicium avec une précision de quelques nanomètres.

Les machines EUV d’ASML utilisent une lumière ultraviolette extrême d’une longueur d’onde de 13,5 nanomètres. Comme cette lumière est absorbée par presque tous les matériaux, le masque ne fonctionne pas comme une diapositive transparente : il réfléchit la lumière au moyen de couches de matériaux extrêmement minces.

Chaque masque contient le motif d’une étape de fabrication. Une puce avancée peut exiger de nombreux masques et des dizaines d’expositions avant d’être terminée.

High-NA produit des détails plus fins

Les nouvelles machines High-NA EUV augmentent l’ouverture numérique de leur système optique de 0,33 à 0,55. Cette valeur mesure notamment la capacité des miroirs à recueillir et concentrer la lumière.

Selon l’explication technique d’ASML, cette plateforme peut imprimer des détails de 8 nanomètres. Le fabricant affirme qu’elle permettra des structures 1,7 fois plus petites et une densité théorique de transistors 2,9 fois supérieure à celle de sa génération EUV précédente.

Ces comparaisons proviennent d’ASML. Le rendement d’une puce commerciale dépend aussi de sa conception, des matériaux, du nombre de couches, du taux de défauts et du procédé utilisé par la fonderie.

Intel utilise déjà High-NA sur certaines couches de processeurs Core Ultra fabriqués avec son procédé 18A. L’entreprise affirme avoir traité plus d’un million de plaquettes, mais ce total comprend la certification des machines, la recherche, le développement et une partie de la production.

Le problème du demi-champ

Pour conserver les masques actuels de 6 pouces, ASML a conçu un système optique anamorphique. L’image est réduite quatre fois dans une direction et huit fois dans l’autre.

Cette solution permet d’obtenir la précision recherchée, mais coupe en deux la surface imprimable lors d’une seule exposition.

Une petite puce peut entrer dans ce demi-champ. Une grande puce d’IA doit plutôt être divisée en deux motifs, puis réunie sur le silicium par une technique appelée « stitching », ou assemblage lithographique.

Cette jonction exige un alignement extrêmement précis. Elle complique la conception, multiplie les expositions et peut réduire la productivité.

Les machines EUV actuelles peuvent fabriquer des puces approchant environ 800 mm². NVIDIA, Google et d’autres concepteurs utilisent déjà presque toute cette surface pour certains accélérateurs de centres de données, selon Reuters.

Un masque deux fois plus long

Le format de 6 × 12 pouces doit redonner aux machines High-NA un champ complet pour les grandes puces.

ASML estime que l’élimination de certaines expositions et opérations d’assemblage pourrait augmenter la productivité des systèmes d’environ 40 %. Cette estimation constitue un objectif industriel qui devra être démontré sur la ligne pilote.

Le communiqué commun d’ASML et de TSMC affirme également que le nouveau format pourrait diminuer le coût de fabrication.

TSMC prévoit commencer à employer High-NA en production avancée dès 2030, d’abord avec les masques actuels. Samsung et SK Hynix visent une adoption plus tôt pour certaines mémoires DRAM, mais ces échéanciers peuvent encore changer.

Beaucoup plus qu’une plaque agrandie

Doubler la longueur du masque ne consiste pas simplement à commander un plus grand morceau de verre.

Les fabricants devront modifier les matériaux bruts, les équipements qui écrivent les motifs, les revêtements, le nettoyage, l’inspection, les contenants de transport et les robots qui manipulent les masques.

Les machines de lithographie devront aussi recevoir de nouveaux mécanismes capables de déplacer rapidement une plaque plus grande sans vibration ni déformation.

SemiAnalysis souligne que le format de 6 pouces est utilisé depuis les années 1980. Une bonne partie de l’outillage de l’industrie devra donc être adaptée ou reconstruite.

Intel et ASML continueront parallèlement à développer l’assemblage de deux demi-champs. Cette solution permet d’utiliser les machines et les masques actuels sans attendre 2033, comme le confirme leur annonce technique.

Prix et disponibilité au Canada

ASML et TSMC n’ont pas communiqué le prix des futures machines compatibles avec les masques de 12 pouces.

Les systèmes High-NA actuels valent environ 400 millions de dollars américains chacun, selon des estimations rapportées par Reuters. Cette valeur ne comprend pas nécessairement le bâtiment, l’installation, les systèmes auxiliaires, les masques et l’entretien.

Il serait trompeur de convertir ce montant en dollars canadiens comme s’il s’agissait d’un prix commercial fixe.

Aucune fabrication canadienne utilisant High-NA EUV ou les futurs masques de 12 pouces n’est annoncée. Les consommateurs canadiens pourraient éventuellement profiter des processeurs produits avec ces outils, mais probablement plusieurs années après leur adoption initiale.

Les prix varieront selon le système, la configuration de l’usine, les services, les contrats, la région et les équipements nécessaires.

Limites ou points à considérer

La ligne pilote n’est prévue qu’en 2031. Des problèmes de matériaux, de déformation thermique, d’inspection ou de rendement pourraient retarder le calendrier de 2033.

ASML n’a pas confirmé si les machines High-NA déjà installées pourront être adaptées au nouveau format ou si les fabricants devront acheter de nouveaux systèmes.

Les puces composées de plusieurs petits « chiplets » constituent aussi une solution concurrente aux très grandes puces monolithiques. Elles peuvent réduire les risques de défauts, même si leur assemblage et leurs interconnexions ajoutent leurs propres difficultés.

Enfin, une densité supérieure ne garantit pas automatiquement un ordinateur plus abordable. Les machines, les usines et les procédés deviennent eux-mêmes beaucoup plus coûteux.

Conclusion

Le photomasque de 12 pouces pourrait retirer une limitation importante des nouvelles machines High-NA EUV : leur incapacité à imprimer une grande puce en une seule exposition.

L’idée paraît simple, mais elle oblige toute une industrie à transformer des équipements normalisés depuis plusieurs décennies.

Si ASML, TSMC, Intel et leurs fournisseurs respectent l’échéancier, ces nouveaux masques pourraient accélérer la fabrication des processeurs d’IA les plus complexes. Il faudra toutefois attendre la ligne pilote de 2031 pour vérifier si le gain de productivité promis résiste aux réalités d’une usine.