Kina je proizvela vlastiti EUV litografski stroj, ali ASML-ov monopol ostaje nedodirljiv

Kina je ostvarila značajan iskorak u poluvodičkoj industriji: njezini znanstvenici i inženjeri uspjeli su minjaturizirati jednu od najsloženijih i najskupljih litografskih tehnologija na svijetu – EUV (Extreme Ultraviolet) – i pretvoriti je u stroj veličine radnog stola koji može proizvoditi 14 nm čipove. Međutim, ovaj napredak i dalje ne može konkurirati golemim i iznimno snažnim EUV sustavima tvrtke ASML, koji ostaju jedini strojevi na svijetu sposobni masovno proizvoditi najmodernije čipove od 7 nm pa naniže.

Mini EUV stroj koji stane na stol — i proizvodi 14 nm čipove

Kineska tvrtka Hefei Lumiverse Technology iz provincije Anhui krajem listopada je na akademskoj konferenciji UltrafastX predstavila vlastiti EUV izvor svjetlosti temeljen na HHG tehnologiji (High Harmonic Generation). Prema riječima glasnogovornika tvrtke: “Specijalizirani smo za testiranje poluvodiča i proizvodnju kvantnih čipova. Jedan od naših industrijskih kupaca već je koristio ovaj izvor svjetlosti za izradu 14 nm čipova.” Iako 14 nm više nije vrhunski tehnološki proces, on i dalje predstavlja optimalnu ravnotežu performansi, cijene i energetske učinkovitosti — ključan za električna vozila, industrijsku opremu, pametne satove i niz drugih uređaja.

Kako kineski EUV funkcionira — i zašto je drugačiji od ASML-a

ASML-ovi EUV strojevi, poput modela NXE:3400B, koriste LPP metodu (Laser-Produced Plasma): laser ispaljuje zraku na kapljice kositra, stvara plazmu i proizvodi EUV svjetlost valne duljine 13,5 nm. No ti sustavi su masivni, dugi 12 metara, visoki 4 metra i koštaju više od 100 milijuna USD. Lumiverse koristi sasvim drugačiji pristup — HHG metodu. Ona se temelji na fokusiranju femtosekundnog lasera u inertni plin poput argona. Rezultat je stvaranje visokih harmonika i koherentne EUV svjetlosti. Ova metoda ima nekoliko prednosti: neusporedivo niža cijena – samo oko 1% vrijednosti velikih EUV sustava, mogućnost generiranja širokog raspona valnih duljina (1–200 nm), manji zahtjevi za održavanje i kompaktna veličina koja omogućuje rad u laboratoriju bez industrijskog postrojenja. Zbog toga je Lumiverseov stroj idealan za istraživačke laboratorije ili proizvodnju u malim serijama — no ne i za masovnu industrijsku proizvodnju.

Zašto ASML i dalje ima nenadmašan monopol

Glavni problem kineskog rješenja jest snaga izlaznog EUV zračenja. Dok ASML-ovi strojevi postižu više od 200 W EUV snage, kineski HHG izvor generira samo 1 mikrovatu na 13,5 nm – razliku od gotovo 200 milijuna puta. Učinkovitost pretvorbe energije kod HHG sustava iznosi tek jedan dio na milijun, dok LPP sustavi mogu doseći i 6%. Zbog toga kineski EUV nije prikladan za masovnu proizvodnju čipova, ne može postići potrebnu brzinu izlaganja fotorezista i služi prije svega za tehničku verifikaciju, inspekciju maski i specijalizirana istraživanja. Još jedna strateška prepreka je činjenica da Kina ne može proizvesti kolekcionarska ogledala koja koristi ASML – ključni komponentu pod embargom zapadnih država.

U čemu kineski EUV ipak briljira?

Unatoč slaboj snazi, postoji segment u kojem kineska tehnologija nadmašuje čak i velike industrijske sustave: inspekcija i analiza struktura čipova.

Zahvaljujući koherentnoj svjetlosti:

• može otkrivati defekte na fotomaskama bez oštećivanja,
• omogućuje koherentno difrakcijsko snimanje (CDI),
• može analizirati 3D strukture tranzistora poput FinFET-a (14 nm / 7 nm) i GAA tranzistora (3 nm).

To znači da kineski mini-EUV predstavlja jeftin, pristupačan i iznimno koristan alat za laboratorije, sveučilišta i tvrtke koje razvijaju nove generacije čipova.

Tko koristi kineski mini EUV?

Prema Lumiverseu 80% korisnika dolazi iz akademske zajednice, uređaj se koristi za litografiju kvantnih čipova i složenih mikrostruktura, kupci nisu samo velike korporacije nego i mali istraživački timovi koji dosad nisu imali pristup EUV tehnologiji. Tvrtka ističe da trenutačno drži vodeću poziciju na svijetu u HHG-EUV segmentu za valnu duljinu 13,5 nm i da planira povećati izlaznu snagu s 1 µW na 1 mW, čime bi ušla i na tržište naprednih inspekcijskih sustava.

Zaključak: veliki tehnološki korak, ali ASML ostaje neprikosnoven

Kina je napravila impresivan proboj — miniaturizirala je EUV tehnologiju, učinila je pristupačnijom i omogućila novi val istraživanja i razvoja u poluvodičkoj industriji. Međutim ovi strojevi ne mogu zamijeniti ASML-ove EUV litografske sustave, nisu prikladni za masovnu proizvodnju 7 nm, 5 nm ili 3 nm čipova, ali predstavljaju iznimno važnu alternativu za laboratorije i niske serije proizvodnje.Drugim riječima:Kina je prekinula ovisnost o EUV tehnologiji u istraživačkom segmentu, ali ASML i dalje drži neoborivi monopol nad industrijskom masovnom proizvodnjom vrhunskih čipova.