Chiny zbudują akcelerator cząstek, który będzie podstawą gigantycznej fabryki chipów

Chiny planują budowę gigantycznej fabryki układów scalonych, której podstawą ma być akcelerator cząstek. Ten, niespotykany dotąd rodzaj litografii, może uczynić kraj nowym liderem w produkcji półprzewodników i ma być sposobem na obejście sankcji ze strony Stanów Zjednoczonych.

Chiny eksplorują nowe ścieżki omijania ograniczeń na maszyny litograficzne, które są używane w produkcji mikroczipów. W tym konkretnym przypadku badacze chcą wykorzystać akcelerator cząstek do stworzenia nowego źródła światła laserowego i położyć fundamenty pod nową technologię produkcji półprzewodników. Obecnie trwają prace nad budową akceleratora cząstek o obwodzie między 100 a 150 metrów, co odpowiada mniej więcej rozmiarowi dwóch boisk do koszykówki.

Zespół z Uniwersytetu Tsinghua aktywnie współpracuje z władzami w regionie Xiongan, aby wybrać odpowiednie miejsce na fabrykę i akcelerator cząstek. W przeciwieństwie do komercyjnych graczy, takich jak Advanced Semiconductor Materials Lithography (ASML), którzy skupiają się na zmniejszaniu rozmiaru maszyn do produkcji układów scalonych na potrzeby eksportu, chiński projekt ma na celu lokalną produkcję i budowę olbrzymiego zakładu, w którym będzie można umieścić wiele maszyn litograficznych wokół jednego akceleratora.

Ta innowacja może wspierać produkcję układów scalonych na dużą skalę przy niskim koszcie jednostkowym i potencjalnie wprowadzić Chiny na pozycję lidera w przemyśle produkcji zaawansowanych chipów, w tym tych produkowanych w procesach 2 nm i mniejszych.

Maszyny litograficzne należą do najbardziej zaawansowanych urządzeń stworzonych przez ludzi i obecnie w produkcji układów w proceach 7 nm i mniejszych powszechnie używa się technologii EUV. ASML jest jedyną firmą, która posiada tę technologię i dlatego dominuje na rynku. Od 2017 roku chińscy naukowcy podążają jednak inną ścieżką, a to budzi zainteresowanie ze względu choćby na postępy Huawei w produkcji układów scalonych.

Akcelerator cząstek jako źródło światła EUV

Podstawą ich badań jest nowy mechanizm luminescencji o nazwie „steady-state microbunching” (SSMB), który wykorzystuje energię emitowaną przez cząstki podczas przyspieszania w akceleratorze do generowania ciągłego, czystego światła EUV. W porównaniu z technologią EUV firmy ASML, SSMB ma kilka zalet, w tym wyższą moc średnią, pozwala na bardziej masową produkcję układów scalonych i zapewnia niższe koszty jednostkowe. Umożliwia też ominięcie skomplikowanych procesów związanych z konstrukcją źródła światła EUV.

Litografia i geopolityka

Budowa fabryki układów scalonych używającej technologii SSMB wymaga jednak finansowania i dogrania wielu szczegółów inżynieryjnych, a także współpracy z branżą. Chociaż szczegóły postępów projektu nie są dostępne publicznie, uważa się go za potencjalne rozwiązanie sankcji i może on pomóc Chinom uniezależnić się w dziedzinie technologii litograficznych.

Źródło: SCMP