Блокировка доступа Huawei к технологии ультрафиолетовой (EUV) литографии в микроэлектронике, принадлежащей голландской ASML, вынудила китайский бренд прибегнуть к другой, но более старой технологии - глубокой ультрафиолетовой (DUV) литографии. В итоге, Huawei подала патентную заявку, описывающую технологию производства 2 нм чипов.
Основоположником литографической печати чипов был СССР, который до момента своего распада вёл совместную работу с голландской ASML по усовершенствованию литографии в микроэлектронике. Во время распада СССР и тяжёлого переходного периода нашей страны, отечественные учёные к 2002 году всё таки смогли разработать технологию экстремальной ультрафиолетовой (EUV) литографии с длиной волны 13,5 нм.
Получив в руки в буквальном смысле "золотую" технологию, голландская ASML разорвала отношения с нашими разработчиками и сразу же продала технологию производства чипов тайваньской TSML, потому что только у неё нашлись огромные деньги на покупку. В итоге, TSML и ASML стали невероятно богатыми, а отечественным специалистам пришлось создавать эту технологию заново, объединив всю мощь школы учёных-физиков в Нижнем Новгороде.
К чести наших отечественных разработчиков: они смогли усовершенствовать технологию литографии, добившись длины волны в 11,2 нм. Об этом на канале сделан отдельный обзор (здесь).
Китайская Huawei, зная всю историю с российскими учёными-разработчиками и голландской ASML, используя ещё открытый доступ к немного иной технологии - глубокой ультрафиолетовой (DUV) литографии, сразу же подали патентную заявку на свои разработки в области производства 2 нм чипов для смартфонов и других мобильных устройств.
Чем раньше. тем лучше.
Патент, первоначально был подан ещё в 2022 году: Huawei продолжала цепляться за ещё оставшиеся открытые для неё технологии. Прошло три года и только сейчас доктор Фредерик Чен, руководитель группы исследователей полупроводниковых технологий в Китае, отважился обнародовать свои достижения.
В его работе описывается сложная технология многослойного нанесения рисунка, которая может позволить Huawei и её производственному партнеру SMIC достичь сверхмалого шага металлизации в 21 нм. Именно такая техническая характеристика позволяет вывести технологический процесс литографической печати на один уровень с процессами 2 нм класса, которые использует тайваньская TSMC, полагаясь на EUV-литографию.
В отличие EUV-литографии, подход Huawei несколько другой. В его основе лежит оптимизированный процесс самовыравнивающегося четырёхкратного формирования рисунка (SAQP). Если в первом случае для формирования элементов (дорожек и транзисторов) требуется большое число итераций печати, что значительно усложняет процесс и повышает вероятность брака, то специалистам из Huawei удалось сократить количество до четырёх.
Доведя существующую технологию DUV до предела её возможностей, компания готова совершить скачок от недавно представленных чипов Kirin 9030 и Kirin 9030 Pro (изготовленных по техпроцессу N+3 компании SMIC) к будущим чипам, созданным по 2-нм технологии. При этом, процесс изготовления не затрагивает возможности EUV-литографии.
Давайте посмотрим, на то, что пока получилось произвести у Huawei.
Kirin 9030 и Kirin 9030 Pro.
На первый взгляд, чипы выглядят идентичными. В каждом используется один и тот же графический процессор Maleoon 935, и каждый имеет 9-ядерную архитектуру центрального процессора. Но модель Pro получила более широкие технические возможности.
Процессор Kirin 9030 Pro имеет 14 потоков, а стандартный Kirin 9030 всего 12. При этом архитектура чипов одинакова для обеих моделей: два мощных ядра с частотой 2,75 ГГц и четыре средних ядра с частотой 1,72 ГГц. Разница проявляется в самом компактном кластере. Версия Pro имеет восемь энергоэффективных ядер с частотой 2,27 ГГц, а стандартная модель - всего шесть.
На первый взгляд различие незначительное, но его достаточно для установки Kirin 9030 Pro в более дорогие устройства Huawei. Если посмотреть на последние флагманские смартфоны бренда, использующие чипы серии Kirin 9030, то можно заметить, что гаджеты со стандартным чипом получают 12 ГБ оперативной памяти, а с чипом Pro уже до 16 ГБ.
Например, в топовых моделях недавно выпущенной линейки смартфонов Mate 80, включая Pro Max и RS Ultimate Design, независимо от выбранной конфигурации оперативной памяти, используется Kirin 9030 Pro. Другим ярким примером, использующим новые чипы, служит линейка складных смартфонов Mate X7, работающая на Kirin 9030 Pro.
Сомнения в китайской технологии и интерес к российской.
Все технологии хорошо работают на бумаге, но не всегда осуществимы в реальности. Вот и агрессивный процесс DUV-литографии многими специалистами отрасли ставится под сомнение.
Четырёхкратное формирование рисунка при таких размерах может оказаться неэффективной, привести к дефектам, большому проценту брака и, как следствие, стать астрономически дорогим по сравнению с EUV-литографией.
Если разработанная Huawei 2 нм технология на основе SAQP когда-нибудь достигнет массового производства, это станет выдающимся производственным прорывом в условиях ограничений, применяемых к компании.
Я бы относился к этому патенту, как к заявлению китайского бренда достигнуть большего даже на устаревших технологиях литографии. Хотя, Китай уже заинтересовался разработками наших учёных и их усовершенствованной технологией EUV-литографии.
Благодарю Вас за прочтение и потраченное время.
Помочь умственному развитию автора можно здесь.
На что собираются деньги написано здесь.
Чтобы не пропустить новые интересные публикации рекомендую Вам подписаться на телеграм-канал, указанный в профиле Дзен-канала.