"Serat Otot" Mesin Litografi: Magnet Bumi Langka Mendukung Presisi Tingkat Nanometer

"Permata mahkota" dari peralatan semikonduktor, mesin litografi, sering disebut sebagai "mutiara di mahkota industri manusia." Namun, hanya sedikit orang yang tahu bahwa status "mutiara"-nya sepenuhnya didukung oleh magnet bumi langka. Mesin litografi EUV memerlukan panggung wafer untuk bergerak beberapa meter per detik sambil mempertahankan akurasi penempatan sub-nanometer. Gerakan "kecepatan tinggi namun kokoh" ini dimungkinkan oleh "output yang kuat" dari magnet permanen bumi langka.

Magnet neodymium besi boron (NdFeB) adalah pemain utama. Paduan yang terdiri dari neodymium (Nd), besi, dan boron ini memiliki produk energi magnetik lebih dari sepuluh kali lipat dari magnet tradisional, sehingga mendapatkan gelar "Raja Magnet Permanen." Namun, neodymium saja tidak cukup: ketika mesin litografi beroperasi, suhu motor dapat melebihi 100°C, dan magnet NdFeB biasa akan "demagnetisasi dan berhenti bekerja" pada suhu ini. Pada titik ini, dua unsur bumi langka, dysprosium (Dy) dan terbium (Tb), berperan. Mereka bertindak seperti "penstabil suhu tinggi," meningkatkan suhu Curie (titik kritis demagnetisasi) magnet dari 312°C menjadi lebih dari 400°C. Data menunjukkan bahwa satu mesin litografi EUV membutuhkan puluhan kilogram baja magnetik NdFeB, dengan neodymium menyumbang sekitar 30%, dan dysprosium dan terbium masing-masing menyumbang 1% hingga 3%. "Unsur jejak" ini secara langsung menentukan apakah mesin litografi dapat memindai wafer dengan kecepatan 125 per jam sambil menjaga kesalahan penempatan kurang dari 0,3 nanometer (setara dengan kesalahan 1 sentimeter dalam diameter Bumi).

Yang lebih penting, ketergantungan ini hampir tidak tergantikan. Saat ini, China menyumbang lebih dari 90% dari kapasitas produksi global magnet permanen bumi langka paling canggih, dan China memegang 73% dan 40% dari cadangan global dysprosium dan terbium, masing-masing. Tanpa magnet bumi langka, panggung wafer mesin litografi akan menjadi "pasien Parkinson," dan tidak mungkin untuk memproduksi secara massal bahkan proses 28-nanometer, apalagi yang 3-nanometer.