La máquina de litografía ultravioleta extrema (EUV), utilizada para crear patrones de circuitos en obleas de silicio, es posiblemente el equipo de fabricación de chips más importante prohibido en China. Utilizada en la producción de chips de 7 nm y el último modelo ayuda a las fundiciones a reducir sus nodos de proceso a 2 nm, la fundición líder de China, SMIC, todavía depende del uso de tecnologías más antiguas, como la litografía ultravioleta profunda (DUV). Algunas máquinas DUV, incluidas las DUV de inmersión, están prohibidas en China porque contienen algunas piezas fabricadas en EE. UU.
Durante años, se ha hablado de que China eludiría la prohibición de los EUV desarrollando su propia máquina. Hace unos años circularon rumores de que Huawei estaba solicitando una patente sobre partes de una máquina EUV construida en China, aunque no ha surgido nada. Si nos centramos en lo que está disponible para SMIC aquí y ahora, se dice que la fundición está probando la primera máquina DUV construida en China, ensamblada por Shanghai Yuliangsheng Technology Co., una empresa vinculada a Huawei.
Este podría ser el primer paso de China hacia un EUV local
Un informe del Financial Times dice queel Yuliangsheng DUV utiliza litografía de inmersiónpara producir chips utilizando el nodo de proceso de 28 nm. En la litografía tradicional, hay un espacio de aire entre la lente de proyección y la oblea, y este aire puede reducir la resolución, lo que da como resultado una imagen menos nítida en la oblea. Una máquina que funciona con una resolución más alta puede crear líneas más delgadas, lo cual es importante si se fabrica un chip que contiene miles de millones de transistores.
La litografía de inmersión reemplaza esta brecha con un líquido, generalmente agua altamente purificada, lo que aumenta la apertura numérica (NA) y permite la creación de patrones de circuitos más complejos en la oblea. Este último es la base de un chip, ya que los chips se construyen en capas sobre una oblea.
El Yuliangsheng DUV utiliza piezas fabricadas principalmente en China, aunque algunas son importadas. La empresa detrás de la máquina espera construirla eventualmente utilizando piezas obtenidas únicamente dentro de China, lo que permitiría a SMIC obtener equipos DUV de inmersión sin tener que lidiar con las sanciones de Estados Unidos. La nueva máquina que está probando SMIC es similar al Twinscan NXT:1950i de ASML, que fue lanzado por la firma holandesa en 2008. Fue diseñado para exposiciones únicas que podrían usarse para producir chips de 32 nm.
El Yuliangsheng DUV podría ayudar a SMIC a producir chips de 7 nm y 5 nm
Si bien el Yuliangsheng DUV puede crear patrones en una sola exposición que pueden usarse para construir un componente de 28 nm, usando múltiples patrones, el DUV de inmersión podría usarse para fabricar chips usando los nodos de 7 nm y 5 nm de SMIC. Sin embargo, usar múltiples patrones es más costoso y podría provocar errores de superposición, que ocurren cuando las diferentes capas están desalineadas. El cambio de tono es otro problema que genera un espaciado inconsistente entre las funciones. En otras palabras, el uso de múltiples patrones no sólo conducirá a rendimientos más bajos sino que también aumentará el precio del componente.
Todo esto significa que el objetivo final de SMIC sería la capacidad de SMIC y otras fundiciones chinas de obtener un High NA EUV de producción nacional. Si eso ocurre, SMIC sería, en teoría, capaz de construir chips de 2 nm de última generación y competir contra TSMC y Samsung Foundry.
¿Podrá China ponerse al día?
SMIC y Huawei sorprendieron a la industria de los teléfonos inteligentes al producir el Kirin 9000S de 7 nm para el Huawei Mate 60 Pro en 2023. Este no solo fue el primer procesador de aplicaciones (AP) Kirin nuevo desde la serie Mate 40 de 2020 con tecnología Kirin 9000 AP, sino que también devolvió el 5G nativo a los teléfonos insignia de Huawei. Gracias a las sanciones de Estados Unidos, los buques insignia impulsados por Huawei como el Mate 50, el P50 y el P60 utilizaron conjuntos de chips Snapdragon más antiguos fabricados por Qualcomm que fueron modificados para no funcionar con 5G.
Sin embargo, desde entonces, Huawei ha intentado mejorar sus chips diseñando cambios internos en su silicio. Pero no se han logrado muchos avances y, para que eso suceda, China necesitará desarrollar sus propias máquinas de litografía. Se espera que SMIC comience a utilizar Yuliangsheng DUV para su producción de 28 nm en 2027.
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