Chiny ominęły ASML. Startup twierdzi, że produkuje chipy bez zakazanych maszyn

Chińska branża półprzewodników od lat szuka sposobu na uniezależnienie się od zachodnich technologii litograficznych. Teraz jeden ze startupów twierdzi, że wykonał krok, który jeszcze niedawno wydawał się niezwykle trudny do osiągnięcia. Firma Prinano ogłosiła udaną walidację produkcji fotonicznych układów scalonych bez wykorzystania klasycznej litografii DUV, stosowanej dziś przez większość producentów półprzewodników na świecie.

Jeżeli deklaracje spółki znajdą potwierdzenie w komercyjnej produkcji, Chiny mogą otrzymać nowe narzędzie do omijania ograniczeń eksportowych związanych z dostępem do zaawansowanych maszyn litograficznych.

Chiny szukają alternatywy dla maszyn ASML

Produkcja nowoczesnych układów scalonych należy do najbardziej skomplikowanych procesów przemysłowych na świecie. Kluczową rolę odgrywa tutaj litografia, czyli technologia nanoszenia wzorów obwodów na krzemowe płytki. Od lat dominującą pozycję zajmuje holenderska firma ASML, której systemy DUV i EUV są fundamentem współczesnej produkcji chipów. Problem polega na tym, że dostęp Chin do najbardziej zaawansowanych urządzeń został znacząco ograniczony przez amerykańskie i europejskie regulacje eksportowe.

Właśnie dlatego chińskie przedsiębiorstwa coraz intensywniej inwestują w alternatywne rozwiązania. Jednym z nich jest startup Prinano, który poinformował o wyprodukowaniu 8-calowych wafli fotonicznych przy wykorzystaniu własnej technologii nanoimprintingu. Według firmy cały proces odbył się bez użycia tradycyjnej litografii optycznej DUV.

Zamiast światła – mechaniczne odciskanie wzorów

Klasyczna litografia wykorzystuje światło ultrafioletowe do tworzenia mikroskopijnych struktur na powierzchni krzemu. Im mniejsze elementy układu, tym bardziej zaawansowane i kosztowne stają się wykorzystywane urządzenia. Nanoimprinting działa zupełnie inaczej. Zamiast projektować wzory za pomocą skomplikowanych układów optycznych, technologia wykorzystuje specjalne matryce odciskające struktury bezpośrednio w warstwie materiału znajdującej się na waflu.

W praktyce przypomina to nanoskalową wersję pieczątki pozostawiającej niezwykle precyzyjny wzór na powierzchni układu.

Takie podejście eliminuje konieczność korzystania z wielu najdroższych komponentów stosowanych w nowoczesnych maszynach litograficznych. To właśnie dlatego Prinano twierdzi, że koszty produkcji mogą spaść nawet do jednej dziesiątej poziomu charakterystycznego dla procesów wykorzystujących DUV.

Największy problem przez lata blokował rozwój tej technologii

Litografia nanoimprintowa nie jest nowym pomysłem. Branża półprzewodników eksperymentuje z nią od wielu lat. Technologia regularnie przyciągała uwagę dzięki potencjalnie niższym kosztom oraz możliwości tworzenia bardzo małych struktur. Istniał jednak powód, dla którego nie stała się standardem produkcyjnym.

Producenci obawiali się wysokiego poziomu defektów, zużywania matryc, ograniczonej wydajności oraz problemów przy produkcji masowej. Nawet niewielka liczba błędów może oznaczać ogromne straty finansowe, gdy mowa o milionach układów opuszczających fabryki każdego miesiąca.

Prinano przekonuje, że udało się rozwiązać część tych problemów dzięki własnej platformie PL-AS wykorzystującej próżniową poduszkę powietrzną, specjalne materiały procesowe oraz autorskie rozwiązania związane z kontrolą nacisku na poziomie całego wafla. Firma deklaruje możliwość tworzenia struktur mniejszych niż 10 nanometrów.

To nie są procesory dla sztucznej inteligencji

Choć komunikat startupu brzmi spektakularnie, warto zwrócić uwagę na jeden istotny szczegół. Prinano nie zapowiada produkcji najnowocześniejszych procesorów dla sztucznej inteligencji ani konkurencji dla układów Nvidia czy AMD. Projekt koncentruje się na układach fotonicznych. To specjalna kategoria półprzewodników wykorzystujących światło zamiast sygnałów elektrycznych do przesyłania informacji. Takie rozwiązania znajdują zastosowanie w sieciach światłowodowych, centrach danych, systemach komunikacyjnych, czujnikach przemysłowych oraz technologiach LiDAR wykorzystywanych między innymi przez autonomiczne pojazdy.

Rosnące zapotrzebowanie na przepustowość transmisji danych sprawia, że fotonika staje się jednym z najważniejszych segmentów rynku półprzewodników.

Ważny sygnał dla całej branży

Ogłoszenie Prinano pokazuje, że chińskie firmy coraz agresywniej poszukują technologicznych ścieżek omijających bariery związane z ograniczeniami eksportowymi. Zamiast próbować kopiować rozwiązania stosowane przez zachodnich producentów, część przedsiębiorstw rozwija alternatywne metody produkcji.

Na razie trudno ocenić, czy nanoimprinting rzeczywiście stanie się realną konkurencją dla klasycznej litografii wykorzystywanej przez największe fabryki półprzewodników. Historia branży zna wiele technologii, które imponowały w laboratoriach, ale nie sprawdziły się przy masowej produkcji.