Verdens mest avanserte maskin kan bare kjøpes i Nederland

Asias produsenter av innmaten i smarttelefoner trenger den mest avanserte maskinen mennesket noen gang har laget. Den kan bare kjøpes fra et selskap i Nederland.

For hver maskin ASML selger, følger det med spesialister som permanent må være der maskinen er. Taiwan er største kunde. Foto: ASML, Bart van Overbeeke

I Veldhoven ved Eindhoven i Nederland ligger hovedkvarteret til selskapet ASML. Det kniver med et tysk selskap om å være Europas mest verdifulle teknologiselskap.

Ikke hørt om det?

– Alle som gleder seg over kunstig intelligens og fantastiske smarttelefoner burde sende en vennlig tanke til Nederland, sier senior forretningsutvikler Ralph William Bernstein ved Sintef MiNaLab på Gaustad i Oslo.

Mikrobrikker er grunnlaget for hele den digitale hverdagen (se faktaboks). Disse blir særlig produsert på Taiwan, i Sør-Korea og i Kina. Særlig Taiwan har en skyhøy markedsandel for avanserte brikker.

Men det finnes et sted bakenfor dette. Brikkeprodusentene i Asia trenger maskiner.

Maskinene er å få kjøpt bare ett sted: hos nederlandske ASML til en pris nær 4 milliarder kroner for siste modell.

I denne videoen forklarer ASML litt av det selskapet driver med.

Selskap uten sidestykke

ASML har monopol på maskinene som lager de mest avanserte mikrobrikkene og nesten monopol på maskiner som lager brikker som er hakket mindre avanserte. Den nyeste maskinen veier 150 tonn, er like stor om to skipscontainere og koster noen milliarder kroner.

Ikke akkurat hyllevare. Ingen andre klarer lage slike maskiner.

– ASMLs maskiner er det mest avanserte mennesker noensinne har laget. Det er et europeisk teknologiselskap uten sidestykke, sier Bernstein.

Europa har noe innen teknologi som Trumps USA ikke har.

Europeisk drøm

Det oppfyller enda flere europeiske drømmer: Maskinene er utviklet over 30–40 år i et samarbeid mellom industriselskaper i hele Europa. ASML har over 5000 underleverandører. Amerikanske selskaper har også vært tungt inne, både med teknologi og milliarder av dollar i investeringer.

Det er nær umulig å skjønne det som foregår inne i maskinen. Husk at alt er ufattelig smått. Sluttproduktet ut av maskinen kan være så tynt som 7 milliarddeler av en meter (nanometer).

Likevel: Her er et forsøk på å forklare litt.

Steg 1: Lage plasma

Starten er at 50.000 dråper smeltet tinn hvert sekund blir skutt inn i et vakuumkammer. Det bety at kammeret ikke inneholder molekyler eller andre partikler. Det er helt tomt.

Hver dråpe blir så truffet to ganger av laserstråler. Først av en svak stråle som gjør den flat og deretter av en sterk stråle som gjør at den fordamper.

Et tysk og et amerikansk selskap brukte ti år på å utvikle en laser som var kraftig nok og driftssikker nok til å treffe 50 millioner tinndråper i sekundet. Ifølge boken Chip War av amerikanske Chris Miller har hver laser 457.329 komponenter.

Dråpene er da omgjort til plasma med temperatur på 220.000 grader. Det er 40 ganger temperaturen på solens overflate.

Plasma er én av fire tilstander et stoff kan bestå av. Det består av deler av atomer i ulike antall og kombinasjoner. Det kan kontrolleres og styres med strøm eller magnetiske felter.

Steg 2: Lyset kommer

Det supervarme plasmaet sender ut lys med ekstremt kort bølgelengde. Det kalles ekstremt ultrafiolett lys (EUV). Bølgelengden må være ekstremt kort fordi lyset skal bruks til å lage ekstremt små mønstre.

– Lyset blir reflektert av de glatteste speilene som noen gang er laget. Det tyske selskapet Zeiss lager dem, sier Bernstein.

Ujevnhetene i speilene måles i billiondeler av en meter (1 billion = 1000 milliarder). Disse speilene fokuserer lyset på et mønster som viser transistorens design. For å fokusere helt presist må speilene holdes perfekt i ro.

Ifølge boken av Chris Miller har Zeiss skrytt av at speilene kan reflektere lys så presist at det treffer en golfball på månen.

Lyset fra speilene går gjennom mønsteret og treffer en tynn skive av silisium dekket av lyssensitivt materiale. Mønsteret blir dermed gjenskapt på den tynne skiven.

Skiven er på størrelse med en middagstallerken. På hver tallerken blir det «trykket» omtrent 10.000 milliarder transistorer i de mest avanserte ASML-maskinene.

Steg 3: Bygger mikrobrikken

Når mønsteret er «trykket» på skiven av silisium, blir det lagt på metall og koblet på ledninger og isolatorer i lag på lag oppover. Det må også lages en forbindelse til resten av datamaskinen.

– Når alt dette er gjort inne i ASML-maskinen, blir skiven med transistorer delt opp i mikrobrikker, sier Bernstein.

Hver av brikkene har milliarder av transistorer som slår seg av og på. En enkelt brikke på størrelse med en fingernegl kan inneholde 100 kilometer med «ledninger».

Gir oss telefon å se på

Alt er helt ufattelig smått og umulig å se. Tykkelsen på mikrobrikkene laget med ASMLs mest avanserte maskiner er helt nede i 7 milliarddeler av en meter (7 nanometer). Bare ASMLs maskiner kan lage slikt. For en mikrobrikke som er 14 nanometer tykk har ASMLs maskiner 90 prosent av markedet.

Safran i Horten og Sintef MiNaLab i Oslo lager også brikker. Dette spesialbrikker for sensorformål. Disse benytter de samme prosessene som ASML, men med betydelig enklere utstyr.

ASML klarer å lage mikroskopisk små ting. Det gjør at alle kan ha en datamaskin i lommen og at mange ser på en dataskjerm i stedet for på himmelen.

Det nederlandske selskapet er et godt kort på hånden for EU i tollforhandlingene med USA.