China prezintă primul sistem de litografie cu fascicul de electroni produs intern

China lansează primul său sistem autohton de litografie cu fascicul de electroni

China a anunțat punerea în funcțiune a primului său sistem de litografie cu fascicul de electroni construit la nivel național, denumit Xizhi, dezvoltat în cadrul Universității Zhejiang din Hangzhou. Acest progres survine în contextul în care restricțiile de export mențin interdicția asupra achiziției celor mai performante sisteme de litografie cu ultraviolet extrem (EUV) – realizate în principal de compania olandeză ASML – ce nu pot fi exportate către China. Deși sistemele de litografie cu ultraviolet profund (DUV) rămân disponibile, dar la un nivel tehnologic inferior, apariția Xizhi semnalează un progres notabil în efortul Chinei de a construi o industrie de echipamente semiconductoare independentă.

Importanța litografiei: noduri, lungimi de undă și densitatea tranzistorilor

Litografia este esențială în fabricarea circuitelor moderne: ea constă în transferarea modelelor circuitului pe plachete de siliciu. Diverse tehnologii de litografie utilizează lungimi de undă distincte (sau fascicule) pentru a crea structuri tot mai fine. În timp ce sistemele DUV funcționează, de regulă, la 193 nm, tehnologia EUV folosește o lungime de undă mult mai scurtă de 13,5 nm – ceea ce permite trasarea modelelor pentru noduri sub 7 nm. Dimensiunile reduse ale nodurilor și creșterea densității de tranzistori (măsurată în milioane sau miliarde de tranzistori per milimetru pătrat) conduc la cipuri mai puternice și eficiente energetic. Marii producători precum TSMC și Samsung avansează deja spre noduri de 2 nm, ilustrând decalajul tehnologic cu care se confruntă China fără acces la tehnologia EUV de vârf.

Ce este Xizhi și ce oferă acesta

Xizhi reprezintă un echipament de litografie cu fascicul de electroni, care utilizează electroni focalizați pentru a trasa direct modele de circuite pe plachete sau măști. Potrivit rapoartelor locale, sistemul poate atinge lățimi de linie de aproximativ 8 nm și oferă o precizie de poziționare de circa 0,6 nm – specificații comparabile cu standardele internaționale de cercetare. Conceput la Universitatea Zhejiang, echipamentul este mai accesibil ca preț decât dispozitivele importate similare și deja atrage interesul instituțiilor chineze de cercetare și fabricilor de nișă.

Caracteristici principale

• Tehnologie: Litografie cu fascicul de electroni focalizat, potrivită pentru scriere directă și realizarea de măști.
• Rezoluție: Permite trasarea unor structuri de aproximativ 8 nm.
• Precizia poziționării: Aproximativ 0,6 nm, optim pentru cercetare și prototipare.
• Cost: Alternativă națională cu preț redus față de echipamentele e-beam din import.
• Utilizare principală: Cercetare și dezvoltare, scriere de măști, producție pilot și dezvoltare de procese, nu pentru fabricarea în masă.

Compararea tehnologiilor: e-beam vs DUV vs EUV

Fiecare metodă de litografie îndeplinește un rol distinct în lanțul de valoare al industriei semiconductoare:

• E-beam: Oferă o rezoluție excepțională și flexibilitate pentru scriere directă și fabricarea de măști. Producția redusă nu permite utilizarea la scară industrială pentru plachete, dar este ideală pentru prototipare și cipuri speciale, în volume mici.
• DUV (193 nm): Sistem matur, cu nivel mare de producție, folosit pe scară largă pentru noduri peste ~7 nm, în special cu tehnici de multipatterning.
• EUV (13,5 nm): Singura soluție eficientă pentru trasarea dintr-o singură expunere a nodurilor sub 7 nm în producția de volum mare. Totuși, echipamentele EUV sunt extrem de complexe, costisitoare și supuse restricțiilor de export în anumite regiuni.

Avantaje și limitări ale Xizhi

Avantaje:

• Permite cercetării interne dezvoltarea de tehnici avansate fără dependență de furnizori străini.
• Costurile reduse cresc accesibilitatea pentru universități și laboratoare.
• Capacitatea precisă de scriere directă ajută la realizarea de măști, prototipuri și componente semiconductoare specializate.

Limitări:

• Producția redusă exclude înlocuirea DUV/EUV pentru fabricarea de masă a cipurilor logice mainstream.
• Integrarea în procese de foundry la nivel mare va necesita timp, dezvoltare de software și suport de materiale.

Aplicații și relevanța pe piață

Valoarea imediată a Xizhi constă în cercetare, scrierea de măști și producție pilot. Universitățile, laboratoarele naționale și fabricile de nișă pot utiliza acest sistem pentru a dezvolta noi rețete de proces, a testa arhitecturi inovatoare de dispozitive sau a pregăti măști pentru cipuri specializate. Din perspectivă strategică, dezvoltarea acestui tip de echipament local ajută China să-și reducă dependența de importuri și să accelereze expertiza domestică în domeniul echipamentelor semiconductoare.

Implicații mai vaste: Huawei, SMIC și cursa pentru EUV

Lansarea Xizhi se leagă de alte inițiative ce indică faptul că firmele chineze de top lucrează la dezvoltarea litografiei de ultimă generație. Se raportează că Huawei testează deja un prototip de sistem EUV într-o facilitate din Dongguan, cu primele încercări vizate pentru anul curent și discuții legate de producția în masă din 2026. Dacă acest efort va avea succes, existența unei platforme EUV autohtone ar putea schimba radical cursul industriei chineze de semiconductoare, permițând companiilor precum SMIC și Huawei să avanseze către noduri din ce în ce mai avansate și să reducă diferența de performanță față de chipurile concepute de Apple, Qualcomm sau Nvidia.

Context istoric

Înainte de impunerea restricțiilor americane la export, HiSilicon (divizia de semiconductoare a Huawei) era unul dintre cei mai mari clienți TSMC pentru nodurile avansate. Cipul Kirin 9000 – produs pe nodul de 5 nm al TSMC și inclus în seria Huawei Mate 40 din 2020 – a demonstrat nivelul de integrare posibil când există acces complet la tehnologia de vârf. Ulterior sancțiunilor, Huawei a trecut la alte lanțuri de aprovizionare. Remarcabil, seria Mate 60 lansată în 2023 a surprins industria cu cipul Kirin 9000S, creat de SMIC pe o tehnologie de aproximativ 7 nm, readucând funcția 5G pe flagshipurile companiei.

Concluzie: un progres, nu o destinație finală

Xizhi reprezintă o reușită importantă pentru capabilitățile Chinei în domeniul cercetării și prototipării semiconductoarelor, însă nu înlătură necesitatea echipamentelor DUV/EUV cu productivitate ridicată pentru fabricarea de cipuri logice comerciale sub nodul de 7 nm. Totuși, ca parte a unei strategii ample – ce include dezvoltarea internă de EUV și investiții continue în cercetarea de echipamente – Xizhi este un pas pragmatic ce întărește capacitățile locale și diminuează dependența de furnizori externi. Pentru profesioniștii din tehnologie și observatorii industriei, sistemul transmite clar intenția Chinei de a urma o cale integrată și autohtonă în domeniul echipamentelor semiconductoare.