Китай на пути к 28-нм техпроцессу
Китайская полупроводниковая промышленность достигла важной вехи в разработке собственных литографических машин, что может стать решающим фактором в преодолении технологического отставания от мировых лидеров и укреплении позиций страны в глобальной технологической гонке.
Достижения китайской литографии
Министерство промышленности и информационных технологий КНР (MIIT) официально заявило о создании литографической машины с фтористым аргоном (ArF), способной достичь разрешения ≤65 нм и точности наложения ≤8 нм. Этот результат знаменует собой значительный прогресс по сравнению с предыдущим достижением в 90 нм, полученным в 2016 году.
Разработка ведется в рамках масштабного сотрудничества между ведущими производителями полупроводникового оборудования и исследовательскими институтами страны. Ключевыми участниками проекта выступают Advanced Micro-Fabrication Equipment Inc. China (AMEC) и Shanghai Micro Electronics Equipment (SMEE) — лидеры китайской индустрии полупроводникового оборудования. Существенный вклад в проект также внес Институт микроэлектроники Китайской академии наук, обеспечивший научную базу для инноваций.
Технологический контекст и значимость достижения
Литографические машины с ArF-источником света играют ключевую роль в производстве современных микросхем. При использовании технологии сухой литографии они способны обеспечить производство чипов по нормам 45/40 нм. Однако настоящий прорыв происходит при применении иммерсионной литографии в сочетании с передовыми методами проектирования — это открывает путь к достижению 28-нм техпроцесса.
Для понимания значимости этого достижения стоит отметить, что компания SMIC — ведущий китайский производитель полупроводников — уже освоила массовое производство по 14-нм технологии, используя машины для иммерсионной DUV-литографии. Однако это оборудование было импортировано, тогда как новая разработка является полностью отечественной.
Иммерсионная литография как прорывная технология
Внедрение иммерсионной литографии, пионером которой выступила нидерландская компания ASML в начале 2000-х годов, произвело революцию в полупроводниковой индустрии. Эта технология позволила преодолеть ограничения традиционной сухой литографии и открыла путь к производству чипов по нормам 28/22/20/16/14 нм без необходимости использования чрезвычайно дорогой EUV-литографии.
Ключевое преимущество иммерсионной литографии заключается в использовании жидкости (обычно сверхчистой воды) между линзой проекционной системы и пластиной. Это позволяет увеличить числовую апертуру системы и, как следствие, улучшить разрешение.
При сочетании иммерсионной литографии с методами многократного экспонирования становится возможным достижение норм вплоть до 7 нм. Например, компания TSMC в 2018 году реализовала массовое производство 7-нм техпроцесса (N7), используя именно такой подход. Однако стоит отметить, что подобные технологии создают дополнительные сложности в интеграции процессов и могут влиять на производительность.
Перспективы и вызовы для китайской полупроводниковой индустрии
Несмотря на достигнутый прогресс, Китаю еще предстоит преодолеть значительное отставание от мировых лидеров в производстве литографического оборудования. Текущие достижения китайских инженеров сопоставимы с технологиями ASML двадцатилетней давности, что подчеркивает масштаб технологического разрыва.
Ключевым вопросом остается способность китайских литографических машин поддерживать методы двойного и многократного экспонирования, необходимые для достижения 28-нм техпроцесса и ниже. Эти технологии критически важны для дальнейшей миниатюризации и повышения производительности микросхем.
В индустрии циркулируют слухи о разработке компанией SMEE 28-нм иммерсионной литографической машины SSA/800-10W. Если эта информация подтвердится, это будет означать значительный скачок в развитии китайских литографических технологий. Однако пока официального подтверждения этих данных нет.
Геополитический контекст и стратегическое значение
Развитие отечественных литографических технологий имеет стратегическое значение для Китая в условиях ужесточения экспортных ограничений со стороны США, Японии и Нидерландов на поставку передового литографического оборудования.
Эти ограничения, начавшиеся еще при администрации Трампа в 2019 году с запрета на экспорт EUV-машин ASML, были расширены администрацией Байдена. В 2023 году были введены ограничения на экспорт в Китай погружных DUV-литографических машин ASML среднего и высокого класса, включая модели NXT 2000i, NXT 2050i, NXT 2100i, а также NXT 1970i и NXT 1980i.
В этих условиях, способность Китая производить собственные литографические машины становится ключевым фактором для сохранения конкурентоспособности страны в глобальной технологической гонке и обеспечения технологической независимости.
Достижение Китаем возможности самостоятельно производить литографические машины для 28-нм техпроцесса может стать поворотным моментом, позволяющим стране преодолеть зависимость от импортного оборудования в критически важном сегменте полупроводниковой индустрии.