Chiny miały skopiować EUV ASML. Prawda jest dużo mniej spektakularna

Informacje o rzekomym sukcesie chińskiego laboratorium w inżynierii wstecznej maszyny EUV wywołały poruszenie w globalnym sektorze półprzewodników.

Mowa o technologii uznawanej za najważniejszy filar nowoczesnej produkcji układów scalonych, rozwijanej przez ASML i objętej ścisłą kontrolą eksportową. Wstępne doniesienia sugerowały przełom, który mógłby zmienić układ sił na rynku chipów. Dokładniejsza analiza pokazuje jednak znacznie bardziej przyziemny obraz.

Prototyp z odzysku zamiast przełomu

Według ustaleń opisywanych przez Tom’s Hardware domniemany chiński skaner EUV nie jest kompletną maszyną litograficzną. To konstrukcja złożona z niedopasowanych komponentów pozyskanych z różnych źródeł, w tym z rynku wtórnego i sprzedaży nadwyżek sprzętowych. W branżowych kuluarach urządzenie zyskało przydomek „Frankensteina”, który dobrze oddaje jego charakter. Prototyp nie został użyty do wyprodukowania ani jednego układu scalonego i nie funkcjonuje jako zintegrowany system produkcyjny.

Najwyraźniej doniesienia o przełomie okazały się przedwczesne, a przewaga ASML wciąż pozostaje niezagrożona.

EUV jako efekt dekad współpracy

Litografia EUV nie jest technologią możliwą do skopiowania na podstawie pojedynczego projektu. Platforma Twinscan NXE powstała w wyniku wieloletnich prac badawczo-rozwojowych prowadzonych przez ASML we współpracy z tysiącami dostawców z Europy, Stanów Zjednoczonych i Japonii. Każdy z tych podmiotów odpowiada za wąski, ściśle chroniony fragment systemu, od optyki i próżni po elektronikę sterującą i oprogramowanie diagnostyczne. Całość tworzy jeden z najbardziej złożonych ekosystemów technologicznych na świecie.

Serce maszyny: źródło światła EUV

Kluczowym elementem systemów EUV pozostaje źródło światła opracowane przez firmę Cymer, przejętą przez ASML ponad dekadę temu. Rozwiązanie to opiera się na generowaniu plazmy z kropli cyny za pomocą lasera CO₂, co pozwala uzyskać promieniowanie o długości fali 13,5 nanometra. Cały układ obejmuje generator kropli, precyzyjne systemy naprowadzania, moduły kontroli zanieczyszczeń oraz zespół luster kolektora. Nawet pełne fizyczne odtworzenie tych elementów nie wystarcza do uruchomienia produkcji na skalę przemysłową.

Oprogramowanie, którego nie da się zastąpić

Sprzęt EUV nie funkcjonuje bez zastrzeżonego oprogramowania sterującego i integrującego wszystkie podsystemy. To właśnie na tym poziomie znajduje się jedna z największych barier dla potencjalnych naśladowców. Integracja tysięcy komponentów w środowisku wymagającym stabilności i precyzji na poziomie nanometrów pozostaje poza zasięgiem podmiotów pozbawionych dostępu do wewnętrznej wiedzy ASML i jej partnerów.

Optyka Zeissa jako wąskie gardło technologii

Równie krytycznym elementem są wielowarstwowe zwierciadła molibdenowo-krzemowe produkowane przez firmę Carl Zeiss. Ich zadaniem jest odbijanie promieniowania EUV przy minimalnych stratach, co wymaga powłok o precyzji atomowej i kontroli frontu falowego na poziomie subnanometrowym. Zeiss pozostaje jedynym producentem zdolnym do dostarczania takich komponentów w jakości wymaganej przez przemysł półprzewodnikowy. Odtworzenie tej technologii wymagałoby wieloletnich inwestycji w materiałoznawstwo, metrologię i procesy produkcyjne.

Inżynieria systemowa poza zasięgiem

Wyzwanie stojące przed ASML nie ogranicza się do projektowania pojedynczych elementów. Firma koordynuje pracę tysięcy silników, czujników, układów pozycjonujących i modułów elektronicznych, które muszą działać synchronicznie w warunkach wysokiej wydajności. Znaczna część tej wiedzy jest rozproszona w sieci partnerów oraz instytucji badawczych, takich jak imec, które nie współpracują z chińskimi firmami z powodu obowiązujących ograniczeń eksportowych.

Obejścia i modernizacje zamiast EUV

Chińscy producenci chipów znaleźli inne drogi poprawy swoich możliwości. Firmy pokroju SMIC modernizują starsze skanery DUV, korzystając z odnowionych modułów i danych pozyskiwanych na rynkach wtórnych. Takie działania wydłużają cykl życia starszych narzędzi i pozwalają na niewielkie usprawnienia zaawansowanych procesów produkcyjnych. Różnica dzieląca te rozwiązania od pełnoprawnej platformy EUV pozostaje jednak ogromna.

Mit przejętego źródła światła

W przestrzeni medialnej pojawiły się również pogłoski o przechwyceniu źródła EUV Cymera podczas transportu i poddaniu go analizie w chińskim laboratorium. Nawet w takim scenariuszu pojedynczy komponent nie umożliwia zbudowania działającego systemu. Bez pełnej integracji, wsparcia oprogramowania i dostępu do całego łańcucha dostaw sprzęt EUV pozostaje technologiczną ciekawostką, a nie narzędziem produkcyjnym.