Китайский EUV (экстремальный ультрафиолет) фотолитограф создан? Последние месяцы мировая пресса полна сообщений о создании китайцами опытной фотолитографической машины, работающей на источнике экстремального ультрафиолета.
Онако официальных подтверждений этого со стороны какого-то бы ни было китайского производителя пока нет. Понятно почему переполошилась западная пресса. Дело в том, что произвести ультрапередовые чипы (по техпроцессам в 4-3-2 нанометра) без EUV фотолитографов пока не представляется возможным. Во всяком случае в массовом порядке.
А именно такие микросхемы необходимы для передовых смартфонов и ускорителей искусственного интеллекта. Без EUV фотолитографов Китай попросту не может производить электронику, способную конкурировать с продукцией тайваньских, южнокорейских и американских производителей. Появление такой техники у Китая способно перекроить всю полупроводниковую карту мира.
Следует отметить, что в последние несколько лет китайцы смогли добиться просто удивительных успехов, сумев наладить на своём ведущем полупроводниковом предприятии SMIC (Semiconductor Manufacturing International Corporation) производство передовых микросхем по техпроцессам 7 и даже 5 нанометров, используя иммерсионные фотолитографы глубокого ультрафиолета (DUV). Эту технику в мире способны производить только две компании: нидерландская ASML и японская Nikon.
Раньше считалось, что с такими чипами могут справиться исключительно EUV машины, «рисующие» узоры интегральных схем светом с длиной волны 13,5 нм. Иммерсионные DUV установки вынуждены довольствоваться куда как более «толстым» инструментом: светом с длиной волны 193 нм. Дополнительная водяная линза, используемая в объективах таких машин, несколько улучшает разрешение системы. Однако до возможностей EUV литографов такой технике в любом случае далеко.
Как бы там ни было, китайские полупроводниковые фабрики сумели получить от иммерсионных фотолитографов буквально всё, что можно и даже больше. Они распределили рисунки передовых слоёв микросхемы между четырьмя фотошаблонами, получив разреженные чертежи. При помощи четырёхкратного экспонирования эти рисунки в итоге сливаются в единое целое на полупроводниковой пластине, формируя слои соответствующих чипов. Таким образом DUV машины смогли обеспечить разрешение, превосходящее стандартные расчёты.
Издержки при таком производстве значительно выше, чем при однократном экспонировании, да и уровень выхода годных чипов из-за погрешностей совмещения выше не становится. Но это работает. Теперь китайцы могут оснастить свои новейшие смартфоны и графические карты искусственного интеллекта чипами собственного производства.
Однако похоже, что возможности DUV фотолитографов на этом исчерпаны. К тому же и ASML, и Nikon технику такого уровня в Китай больше не поставляют, следуя запретам со стороны американской администрации. В общем Китаю, если он собирается на равных конкурировать в области электронной техники с западными передовиками, просто необходим свой EUV фотолитограф.
Примечательно, что в прошлом году генеральный директор ASML Кристоф Фуке заявил, что Китаю, чтобы разработать такое оборудование,потребуется «много-много лет». Что это: объективный анализ ведущего специалиста отрасли или нежелание признать появление реального конкурента?
Ещё в 2018 году SMIC пыталась приобрести EUV машину у ASML, мирового монополиста по этой части. Однако тогда вмешалась американская администрация, что привело к отказу со стороны голландского производителя.
С той поры китайские компании так и не смогли получить от ASML ни одной такой машины. Неудивительно, что китайцы пытаются создасть эту технику собственными силами. Но являются ли достоверными сообщения о создании китайского EUV фотолитографа? Трудно сказать. Ведь никаких конкретных данных, в том числе технических, не сообщается.
Интересный вопрос: где китайцы могут получить компоненты для EUV машины? Ведь у той же ASML задействована сеть примерно из 5 тысяч поставщиков. Многие из компонентов, которые такие поставщики производят, поставляются эксклюзивно ASML. Трудно представить, что поставщики ASML пошли бы на то, чтобы в обход санкций поставить свои компоненты в Китай.
Но даже если Китай сумел произвести необходимые компоненты самостоятельно, не стоит ожидать скорого появления передовых китайских чипов, произведённых на такой установке. Путь в EUV фотолитографии от опытной машины до серийной очень небыстрый.
Та же ASML две свои опытные EUV машины изготовила в 2006 году. Фотолитографы тогда были отправлены для испытаний в исследовательские институты: бельгийский IMEC и американский SUNY. Первая предсерийная машина была отправлена в исследовательский центр Samsung Electronics только в 2010 году. А первые серийные чипы на EUV фотолитографах Samsung начал производить аж в 2019 году.
Как бы там ни было, вероятный китайский прогресс в области фтолитографии нам на руку. Ведь в области cоздания собственных EUV машин мы пока находимся на уровне разработки дорожных карт и отдельных компонентов. А такая техника нам самим очень нужна, при том, что ASML нам её, разумеется тоже не продаёт.
Так что почему бы не приобрести её у китайских товарищей, если они смогут довести эту технологию до ума быстрее нашего? С другой стороны, может статься, что мы со своей EUV машиной справимся быстрее китайцев (наш нижегородский Институт физики микроструктур РАН даёт нам немало оснований на это надеяться). Если, конечно, постараемся как следует.
Статью про китайские перспективы российской микроэлктроники можно прочитать в премиум-разделе канала «Фотолитограф»: