В Китае готовы к EUV?
Отставание китайских производителей в полупроводниковой отрасли связано с тем, что из-за санкций они не могут применять EUV-литографы (излучение с длиной волны 13,5 нм) от ASML, на которых выпускаются чипы по нормам «7 нм» и менее. Но недавно появились сведения о разработке в КНР источника экстремального УФ-излучения с длиной волны около 6,7 нм, действующего по иному принципу.
До недавних пор на микропроцессорном фронте США (а заодно и контролируемые ими на уровне патентов на ключевые производственные технологии Южная Корея и Тайвань) имели безусловное преимущество перед материковым Китаем, и состояло оно в том, что первые располагали фотолитографическими машинами, использующими для «выжигания» микросхем на кремниевых подложках излучение с длиной волны 13,5 нм (спектральная область EUV; не столько ультрафиолет, сколько почти рентген), а вторые – нет. Именно применение EUV-литографов позволяет TSMC и Samsung Electronics изготавливать крупными сериями чипы по производственным нормам «7 нм», «5 нм» и менее, тогда как предприятия КНР вынуждены применять машины предыдущего поколения (диапазон излучения DUV, рабочая длина волны 193 нм). Путем немалых ухищрений на фабрике SMIC сумели освоить «7-нм» техпроцесс на DUV-оборудовании, но выход годных микросхем с каждой пластины весьма невысок, да и возможностей для дальнейшей миниатюризации производственных норм 193-нм лазер родом из 1980-х не предоставляет.
Скопировать напрямую установку LPP (индуцированная лазером плазма), которая порождает 13,5-нм EUV-излучение, китайские инженеры не могут: это было бы прямым нарушением прав единственного в мире ее производителя – голландской ASML. В отличие от запретов на экспорт технологий, которые вводит все-таки (пусть и на спорных с точки зрения ВТО основаниях) правительство США, такое воспроизведение стало бы прямым актом технологического пиратства – что заведомо поставило бы КНР в уязвимое положение на международном ИТ-рынке. Однако в последнее время стали появляться все более убедительные сведения о разработке в Поднебесной своего собственного источника экстремального ультрафиолетового излучения, действующего по иному, чем голландская LPP, принципу. И это дает надежду на преодоление казавшегося безнадежным отставания КНР в полупроводниковой отрасли в какой-то обозримой перспективе.
Речь идет о плазме, формируемой лазерно-индуцированным разрядом (LDP). Если в случае LPP облачко плазмы, излучающей сверхжесткий 13,5-нм ультрафиолет, образуется в результате испарения лазером свободно падающей в вакууме микроскопической капли расплавленного олова, то технология LDP предусматривает высокочастотное импульсное лазерное облучение гадолиниевой (Gd) пластины, которая служит катодом в электрической схеме. При подаче напряжения на анод из нержавеющей стали в образовавшемся между электродами под воздействием лазера облачке высокотемпературной гадолиниевой плазмы происходит электрический разряд, порождающий сверхэкстремальное (BEUV) ультрафиолетовое излучение с длиной волны около 6,7 нм (которое, по сути, можно уже считать рентгеновским: формальная граница между УФ и рентгеном проходит по отметке 10 нм).
По сообщению издания TechPowerUp со ссылкой на заслуживающие доверия источники, на исследовательском предприятии Huawei в городском округе Дунгуань (провинция Гуандун) уже создан полнофункциональный EUV-излучатель, действующий по принципу LDP. На третий квартал нынешнего года якобы намечен выпуск первой пробной партии таких устройств, а на 2026-й – старт их серийного производства. Отмечается, что технология LDP позволяет создавать более простые по конструкции, компактные и энергоэффективные источники (B)EUV-излучения, чем те, что применяются в фотолитографах ASML, и что ввод в строй чипмейкерского оборудования на базе LDP позволит КНР буквально одним скачком преодолеть технологический разрыв примерно в 10–15 лет, на которые применяемые страной технологии отстали от наиболее передовых в мировом масштабе.