Cổ phiếu Nvidia bật tăng trong phiên đầu tuần sau khi công ty chính thức bác bỏ tin đồn rằng hệ thống rack AI thế hệ mới Kyber NVL144, tích hợp 144 chip hiệu năng cao trong một khối duy nhất, sẽ bị trì hoãn hơn một năm vì trục trặc ở khâu sản xuất bảng mạch midplane. Nvidia gọi lộ trình sản phẩm của mình là "vẫn nguyên vẹn", trong khi các cổ phiếu nhà cung ứng ở châu Á từng bị bán tháo vì tin đồn này đã hồi phục. Nhưng điều đáng chú ý không nằm ở tấm bảng mạch nối các khay máy chủ, mà ở sâu bên trong con chip: mỗi con chip trong hệ thống đó chứa hàng chục tỷ transistor được khắc bằng một loại ánh sáng kỳ lạ đến mức không khí cũng nuốt chửng nó. Công nghệ này gọi là quang khắc EUV, và cách nó vận hành khác hẳn hình dung thông thường về việc "in" một mạch điện.

Vì sao ánh sáng thông thường không còn đủ dùng

Khắc một transistor lên tấm wafer silicon về bản chất giống chiếu một khuôn mẫu qua thấu kính rồi thu nhỏ lại, giống máy chiếu slide chạy ngược. Nhưng ánh sáng có giới hạn nhiễu xạ: bước sóng càng dài thì nét khắc càng thô, giống việc cố vẽ đường chỉ mảnh bằng đầu bút dạ to. Ánh sáng khả kiến hay tia cực tím từng dùng nhiều thập kỷ trước có bước sóng vài trăm nanomet. Con số này quá lớn so với các đường mạch chỉ vài nanomet của chip hiện đại. Ngành bán dẫn buộc phải tìm bước sóng ngắn hơn hẳn, và con số họ chọn là 13,5 nanomet, ngắn hơn ánh sáng khả kiến gần 40 lần.

Giọt thiếc bị laser bắn hai lần, năm mươi nghìn lần mỗi giây

Vấn đề là không có bóng đèn nào phát ra ánh sáng 13,5nm ổn định. Giải pháp là tạo ra nó bằng plasma: một giọt thiếc lỏng nhỏ xíu, đường kính chỉ vài chục micromet, được thả rơi trong buồng chân không. Một xung laser công suất thấp làm giọt thiếc bẹt ra như cái đĩa, rồi một xung laser CO2 cực mạnh thứ hai đánh trúng ngay giữa, biến nó thành plasma nóng hàng chục nghìn độ. Plasma này phát ra ánh sáng EUV. Quá trình lặp lại khoảng năm mươi nghìn lần mỗi giây, và máy phải bắn trúng từng giọt thiếc di chuyển với độ chính xác cỡ micromet, liên tục, suốt nhiều tuần không nghỉ.

Không thấu kính nào truyền được EUV, nên phải dùng gương

Đây là phần khó hình dung nhất: ánh sáng EUV bị mọi vật chất hấp thụ, kể cả thủy tinh của thấu kính thông thường, thậm chí cả không khí. Vì vậy toàn bộ hệ thống phải đặt trong chân không, và thay vì thấu kính, EUV dùng chuỗi gương đặc biệt phủ hàng trăm lớp molypden và silic xen kẽ, mỗi lớp mỏng hơn cả bước sóng ánh sáng, để phản xạ được khoảng bảy mươi phần trăm EUV chiếu tới. Ánh sáng phải nảy qua khoảng mười gương như vậy trước khi chạm wafer, và mỗi lần nảy lại mất một phần năng lượng, nên nguồn plasma ban đầu phải cực mạnh mới còn đủ sáng ở cuối hành trình.

Cỗ máy đắt ngang một tòa nhà

Chỉ một công ty trên thế giới, ASML của Hà Lan, chế tạo được máy quang khắc EUV thương mại, mỗi chiếc giá khoảng 380 triệu đô la và nặng hàng trăm tấn. Đây chính là lý do các đồn đoán về trục trặc sản xuất trong chuỗi cung ứng AI luôn khiến thị trường chấn động: chỉ cần một khâu nhỏ, từ bảng mạch midplane đến máy khắc EUV, chậm trễ vài tuần cũng đủ dội ngược lên hàng tỷ đô la vốn hóa. Thế hệ máy High-NA EUV mới nhất còn khắc được nét mảnh hơn nữa, mở đường cho các chip đời sau nhét vào những rack như Kyber, minh chứng rằng đằng sau mỗi cơn sóng gió trên thị trường công nghệ luôn là một quy trình vật lý khắc nghiệt ít ai nhìn thấy.