Китайские разработчики продвинулись в создании собственной технологии EUV-литографии, необходимой для выпуска наиболее современных микросхем. Один из исследовательских коллективов создал источник экстремального ультрафиолетового излучения — важнейший элемент оборудования, к которому китайские производители не имеют свободного доступа.

Разработка пока не означает появление полноценного аналога машин ASML. Между экспериментальным источником света и серийным литографическим сканером остается огромная технологическая дистанция. Тем не менее для Китая это заметный шаг на пути к собственной производственной цепочке.

EUV нужен для передовых процессоров

Современные процессоры, память и ускорители содержат миллиарды транзисторов. Чтобы размещать их на небольшой площади, производителям необходимо формировать на кремниевой пластине чрезвычайно мелкие элементы.

EUV-литография использует экстремальное ультрафиолетовое излучение с длиной волны около 13,5 нм. Оно позволяет переносить на пластину более тонкий рисунок и уменьшать количество сложных технологических операций.

Подобное оборудование играет важную роль при выпуске микросхем по наиболее современным техпроцессам.

Главная проблема для Китая заключается в том, что серийные EUV-сканеры выпускает нидерландская ASML, а поставки такого оборудования китайским предприятиям ограничены.

Поэтому местной полупроводниковой отрасли приходится самостоятельно создавать источник света, оптическую систему, точнейшие механические приводы и управляющее программное обеспечение.

Эффективность источника достигла 3,42%

Одна из китайских разработок использует технологию получения EUV-излучения при помощи лазерной плазмы. Коэффициент преобразования энергии в полезный свет достиг 3,42%.

Для исследовательской установки это серьезный результат, но для промышленного производства показатель пока недостаточен.

Чем выше эффективность, тем меньше энергии теряется в виде тепла и тем проще обеспечить требуемую мощность источника.

Разрабатываемые китайские системы пока находятся примерно в диапазоне 100–150 Вт. Современные производственные источники EUV способны обеспечивать около 600 Вт.

Разница напрямую влияет на скорость фабрики. Мощный источник позволяет быстрее экспонировать кремниевые пластины, а значит, обрабатывать больше заготовок за одинаковое время.

Поэтому недостаточно добиться самого факта появления EUV-света. Источник должен месяцами работать стабильно, сохранять параметры и обеспечивать производительность, необходимую крупному заводу.

В проекте участвует бывший специалист ASML

С одним из направлений китайской разработки связан Линь Нань — специалист, ранее работавший в ASML и занимавшийся технологиями источников света.

После работы в Нидерландах он продолжил исследования в Китае.

Опыт инженеров, знакомых с принципами устройства современного литографического оборудования, имеет большое значение. EUV-система настолько сложна, что развитие каждого отдельного узла требует узкой специализации.

Однако знания одного специалиста не позволяют просто воспроизвести готовую установку.

Современный литографический сканер состоит из огромного количества компонентов, которые должны работать как единый механизм с крайне высокой точностью.

Одного источника света недостаточно

Одна из самых сложных проблем EUV — оптика.

Обычные стеклянные линзы для такого излучения непригодны, поскольку оно активно поглощается большинством материалов. Поэтому внутри установки используются специальные многослойные зеркала.

Их поверхность должна иметь исключительную точность. Даже микроскопические дефекты способны нарушить рисунок, который переносится на кремниевую пластину.

Не менее сложная задача — система позиционирования. Во время экспонирования пластина и фотомаска движутся с большой скоростью, но их положение необходимо контролировать с точностью, измеряемой нанометрами.

Кроме того, нужна система вакуума, защиты от загрязнений, измерительные модули и программное обеспечение.

Именно интеграция всех этих компонентов остается одной из главных проблем китайских проектов.

Рабочие машины ожидаются ближе к концу десятилетия

В Китае уже существуют установки, способные генерировать необходимое EUV-излучение, но готовых серийных сканеров для стабильного производства современных чипов пока нет.

Среди возможных ориентиров называются 2028–2030 годы. Даже эти сроки нельзя считать гарантированными.

После сборки прототипа придется доказать, что машина способна не просто нанести рисунок на одну пластину, а работать круглосуточно с высокой скоростью и приемлемым процентом выхода годных кристаллов.

Параллельно страна ускоряет развитие более зрелой DUV-литографии, которая технологически проще и уже ближе к промышленному применению.

Поэтому новый EUV-источник стоит рассматривать не как готовый ответ ASML, а как еще один собранный элемент чрезвычайно сложной системы. Для достижения реальной независимости Китаю потребуется заставить свет, оптику, механику и программное обеспечение стабильно работать вместе в условиях массового производства.