Nguồn: Hector Ta (cựu kỹ sư ASML)
Sếp cũ ở ASML của tôi bảo nếu ném cả cỗ máy EUV 200–400 triệu USD của ASML vào đống sắt vụn, 90% giá trị còn lại của nó nằm ở một công ty Đức mà ít người biết tên.
Nếu bạn mở phần mềm điều khiển một cỗ máy EUV của ASML ra, gõ vài lệnh profiling trên hệ thống HPC, bạn sẽ thấy hàng triệu dòng code C++ chạy song song trên các cụm GPU/CPU chỉ để giải một bài toán duy nhất: tính toán biến dạng của chùm sáng qua các thấu kính và gương của Zeiss.
Người ta hay bảo ASML một mình thống trị thế giới chip. Đúng, nhưng chỉ đúng một nửa. Bỏ Carl Zeiss SMT (Semiconductor Manufacturing Technology) ra khỏi phương trình, cỗ máy ASML trị giá hàng nghìn tỷ của toàn cầu chỉ còn là một đống sắt vụn đắt tiền.
1. Cuộc gặp gỡ giữa C++ Dev và thứ vật lý tưởng chừng không tưởng
Hồi mới vào ASML làm về HPC (High-Performance Computing), nhiệm vụ của tôi là viết các module mô phỏng nhiễu xạ (diffraction simulation) và bù trừ sai số quang học (Optical Proximity Correction – OPC). Nói nôm na là: Thấu kính méo bao nhiêu, code phải tính ra để bù lại bấy nhiêu.
Tôi từng hỏi một Senior Architect: “Sao mình không bảo Zeiss làm cái gương phẳng/cong chuẩn tuyệt đối 100% luôn đi cho code bớt cực?”
Ổng nói: “Zeiss đã làm cái gương phẳng nhất vũ trụ rồi. Nếu cái gương của họ to bằng cả nước Mỹ, thì ngọn núi cao nhất trên cái gương đó chưa đầy… 0.1 mm.”
Tôi kinh ngạc. 0.1 milimét trên quy mô cả một quốc gia! Độ chính xác đến cấp độ nguyên tử (atom-level precision). Đó là lý do tại sao ở Zeiss, người ta không dùng từ “chế tạo” (manufacturing), mà dùng từ “điêu khắc từng nguyên tử” (atom-level engineering).
2. Định luật vật lý bảo “KHÔNG”, Zeiss bảo “ĐỂ ĐÓ CHÚNG TÔI LÀM”
Trong công nghệ EUV, bước sóng ánh sáng chỉ có 13.5 nm (ngắn tới mức gần như tiệm cận tia X). Ở bước sóng này:
Ánh sáng bị không khí hấp thụ sạch ➔ Phải chiếu trong môi trường chân không tuyệt đối.
MỌI loại thủy tinh trên đời đều hấp thụ EUV ➔ Không thể dùng thấu kính khúc xạ thông thường.
Giải pháp duy nhất: Dùng gương phản xạ.
Zeiss đã mất gần 20 năm hợp tác cùng ASML để tạo ra hệ thống gương phản xạ đa lớp (Multilayer Mirrors). Họ xếp chồng 40 đến 50 lớp Molybdenum và Silicon mỏng chỉ vài nanomet lên nhau. Độ dày của mỗi lớp phải chuẩn xác tới từng phân tử. Chỉ cần lệch độ dày của nửa nguyên tử, chùm sáng EUV sẽ bị tán xạ và cỗ máy đắp chiếu.
Lúc tôi ngồi trace từng dòng memory leak hay tối ưu SIMD instructions cho thuật toán mô phỏng chùm sáng, tôi mới thấm: Code của chúng tôi tối ưu cho độ trễ nanosecond, còn kỹ sư Zeiss thì tối ưu cho từng angstrom của độ cong mặt kính.
3. Độc quyền đôi (Duopoly) độc nhất lịch sử công nghệ
Nhiều người hỏi: “Sao Trung Quốc hay Mỹ không tự làm cỗ máy như ASML?”
Đơn giản thôi. Bạn có thể hack được vài terabyte source code C++ của ASML (cho là vậy đi), bạn có thể nhái được hệ thống cơ khí chính xác… Nhưng bạn KHÔNG THỂ nhái được 170 năm bí truyền thủy tinh quang học và kỹ thuật mài gương của Carl Zeiss.
ASML và Zeiss không chỉ là đối tác thương mại đơn thuần. Họ khóa chặt vào nhau:
ASML nắm 24.9% cổ phần của Zeiss SMT.
Zeiss độc quyền cung cấp 100% hệ thống quang học cho ASML.
Thiết kế máy ASML thay đổi ➔ Kiến trúc thấu kính Zeiss thay đổi. Ngược lại, Zeiss phát hiện ra giới hạn vật liệu mới ➔ Code HPC của ASML phải được viết lại hoàn toàn.
4. Lời kết
Mỗi khi bạn cầm trên tay chiếc iPhone chạy chip 3nm hay một con GPU AI mạnh khủng khiếp, hãy nhớ rằng đằng sau cái logo Apple hay NVIDIA đó không chỉ có TSMC hay ASML.
Nó nằm ở một thị trấn nhỏ mang tên Oberkochen ở nước Đức. Nơi những kỹ sư lão thành của Zeiss đang ngồi đo đạc từng độ lệch bước sóng ánh sáng với độ chính xác mà ngay cả phần mềm mô phỏng HPC khủng nhất của chúng tôi cũng phải chắp tay bái phục.
Trùm cuối thực sự đôi khi không xuất hiện trên báo chí. Họ ẩn mình sau những tấm gương phản xạ ánh sáng EUV!
#ASML #Zeiss #Semiconductor #DeepTech #Geopolitics #HPC #Cpp
