Найти в Дзене
Отражение науки

Китай уже производит передовые микрочипы на собственном оборудовании?

До прошлого года считалось, что Китай не обладает передовым оборудованием для производства микрочипов. Поэтому производить чипы он способен исключительно по «старым» техпроцессам на западном оборудовании прошлых поколений. При этом оборудование собственно китайского производства настолько отстаёт от западного, что производить на нём возможно микросхемы по совсем уж «древним» техпроцессам. Всё изменилось в прошлом году, когда китайский телекоммуникационный гигант Huawei выпустил линейку смартфонов Huawei Mate 60, использующую чипсет Kirin 9000S, разработанный HiSilicon, дочерней компанией Huawei. Данный микрочип изготовлен ведущим китайским производителем полупроводников Semiconductor Manufacturing International Corporation (SMIC), и выполнен по достаточно передовому техпроцессу 7 нм.

Передовые китайские смартфоны Huawei Mate 60. Салон Huawei Store, Шэньчжэнь, Китай, сентябрь 2023. Изображение: GHEIMKRjuhp HUA, CC BY-SA 4.0, commons.wikimedia.org
Передовые китайские смартфоны Huawei Mate 60. Салон Huawei Store, Шэньчжэнь, Китай, сентябрь 2023. Изображение: GHEIMKRjuhp HUA, CC BY-SA 4.0, commons.wikimedia.org

Разумеется, ведущие мировые производители микрочипов, такие как тайваньский TSMC и южнокорейский Samsung Electronics, уже вовсю производят микрочипы по самому передовому на сегодняшний день техпроцессу 3 нм. Однако появление собственного китайского 7 нм процессора означает, что у США в принципе не получается сдержать развитие Китая в области создания собственной микроэлектроники. Ведь принятый в 2022 году американский закон «о чипах и науке» ограничил поставку в Китай оборудования и материалов для производства чипов топологией 16 нм и меньше. Таким образом, создание Китаем собственного чипа, выходящего за рамки этих ограничений, стало для американской администрации неприятным сюрпризом.

Cледует отметить, что выход этого смартфона вызвал у китайцев прилив патриотических чувств и, как следствие, волну покупок нового гаджета. Обогнать на китайском рынке вышедший в это же время новый iPhone 15 у китайского передовика не получилось, но сам факт конкуренции на равных с «яблочным гигантом» очень примечателен.

Штаб-квартира Huawei в китайском Шэньчжзне. Изображение: Huawei
Штаб-квартира Huawei в китайском Шэньчжзне. Изображение: Huawei

Возникает вопрос: как у китайцев вообще получилось сделать то, чего от них никто не ожидал? Ведь производство такого уровня подразумевает использование соответствующего производственного оборудования. 7 нм чипы способны «печатать» только EUV (экстремальный ультрафиолет) фотолитографы мирового монополиста в этой области голландского ASML. Не вызывает сомнения, что голландцы такое оборудование в Китай не поставляли: их правительство под влиянием американцев никогда не выдавало соответствующих экспортных лицензий. Также не вызывает сомнения, что сами китайцы подобное оборудование на данном этапе производить не могут.

Популярный в Китае DUV-фотолитограф ASML Twinscan NXT 1980Di. Изображение: ©ASML
Популярный в Китае DUV-фотолитограф ASML Twinscan NXT 1980Di. Изображение: ©ASML

Вывод, к которому склоняется большинство экспертов, состоит в том, что китайцы научились делать 7 нм чипы на более старом голландском оборудовании DUV (глубокий ультрафиолет), которое по-хорошему предназначено для производства чипов по более зрелым техпроцессам 14/16 нм и больше. Например, показанная на фотографии установка Twinscan NXT 1980Di изначально была разработана для производства чипов по 38-нм технологии. Однако она также способна производить чипы по 14-нм и 28-нм техпроцессу за счет многократного воздействия. При этом процент годных чипов превышает 90%. Можно предположить, что китайцы научились изготавливать на подобном оборудовании и 7 нм чипы. Конечно, в таком случае производительность и процент годных чипов будут значительно меньше, чем при использовании «родных» EUV систем.

Исследовательские центры и производственные мощности американского Lam Research, мирового лидера в производстве оборудования для травления и осаждения полупроводников, находятся во многих странах мира. На фото — центр в Малайзии. Изображение: newsroom.lamresearch.com
Исследовательские центры и производственные мощности американского Lam Research, мирового лидера в производстве оборудования для травления и осаждения полупроводников, находятся во многих странах мира. На фото — центр в Малайзии. Изображение: newsroom.lamresearch.com

Фотолитографы — ключевое, но далеко не единственное оборудование в производственной цепочке. На китайских производственных линиях бок о бок с оборудованием ASML стоит оборудование американских производителей Applied Materials и Lam Research, мировых лидеров в области оборудования для травления и осаждения в полупроводниковом производстве. Разумеется, американские производители тоже следуют введённым против Китая ограничениям. Однако Китай успел закупить большое количество оборудования у этих поставщиков, пока это ещё было возможно.

К новейшим инновациям компании Applied Materials, Inc. относятся пленка для CVD-печати Producer® XP Pioneer®, система травления Sym3® Y Magnum™, система формирования рисунка Centura® Sculpta® и контурная технология Aselta для метрологии, основанной на проектировании. Изображение: Applied Materials, Inc.
К новейшим инновациям компании Applied Materials, Inc. относятся пленка для CVD-печати Producer® XP Pioneer®, система травления Sym3® Y Magnum™, система формирования рисунка Centura® Sculpta® и контурная технология Aselta для метрологии, основанной на проектировании. Изображение: Applied Materials, Inc.

Так что Китаю западного оборудования должно хватить ещё надолго. Но главная интрига состоит в том, сможет ли Китай разработать своё передовое оборудование и перестать зависеть от западных поставок? Очевидно, что китайское руководство перед своей промышленностью поставило именно такую цель и при этом не скупится на обильное финансирование разработок. Надо сказать, что у Китая есть и свои производители специализированного оборудования. Shanghai Micro Electronics Equipment (SMEE) специализируется на производстве фотолитографического оборудования. Эта компания в итоге должна стать альтернативой голландской ASML. Advanced Micro-Fabrication Equipment Inc (AMEC) и Naura Technology Group Co производят оборудование для травления и осаждения, и рассматриваются как альтернатива американским Applied Materials и Lam Research.

Система травления Primo Twin-Star® ICP компании AMEC. Изображение: пресс-релиз amec-inc.com
Система травления Primo Twin-Star® ICP компании AMEC. Изображение: пресс-релиз amec-inc.com

Использовалось ли китайское оборудование в производстве микрочипов Kirin 9000S? Это доподлинно неизвестно, так как китайцы предпочитают такие подробности не афишировать. Но, к примеру, по заявлению компании AMEC её инструменты травления уже сейчас позволяют производителям микросхем создавать устройства с размерами узлов всего 5 нм. Ясно одно: годом раньше или годом позже, но китайцы научатся производить самостоятельно всё, что им требуется для производства микроэлектроники.

Очередная станция травления AMEC отправляется китайскому заказчику. Изображение: пресс-релиз amec-inc.com
Очередная станция травления AMEC отправляется китайскому заказчику. Изображение: пресс-релиз amec-inc.com

Тогда встанет вопрос: кому голландцы и американцы будут продавать своё оборудование? Ведь Китай объективно является его крупнейшим потребителем. А учитывая, что Китай традиционно способен предложить лучшие цены на рынке, возможно и помимо самого Китая в мире найдутся желающие приобрести оборудование «made in China». Когда замечаешь, с какой скоростью распространяются по миру китайские электромобили, китайские солнечные панели, китайское телекоммуникационное оборудование, это предположение уже не выглядит удивительным.