Эту неделю власти США начали с расширения экспортных ограничений против Китая в сфере производства полупроводниковых изделий, которые назвали «кульминационными». Нидерландская компания ASML, которая сейчас около половины всей своей выручки получает в Китае, отказалась от пересмотра прогноза по выручке в свете появления новых санкций США.

Источник изображения: ASML

Представители правительства Нидерландов, как отмечает Reuters, одновременно заявили, что разделяют озабоченность США вопросами национальной безопасности в части экспорта оборудования, предназначенного для выпуска передовых чипов, и в настоящее время изучают обновлённые правила экспортного контроля. Министерство иностранных дел заявило: «Нидерланды разделяют озабоченность Америки по поводу бесконтрольного экспорта передового оборудования для выпуска полупроводниковой продукции». При этом каждая из стран, по словам чиновников, должна сама оценивать степень угрозы и принимать самостоятельные решения в сфере защиты национальной безопасности.

Пока прогноз ASML по выручке на 2025 год остался без изменений. Компания рассчитывает получить от 30 млрд до 35 млрд евро, из них на Китай придётся около 20 % против текущих 50 %. Другими словами, компания уже предвидела негативное влияние американских санкций на свой бизнес в Китае ранее, и пока не видит оснований для его пересмотра.

По словам представителей ASML, новые ограничения США в случае их ратификации властями Нидерландов повлияют на возможность компании поставлять в Китай свои сканеры для работы с глубоким ультрафиолетовым излучением (DUV), но лишь в отношении отдельных потребителей. Крупнейший в мире производитель литографических систем объявил, что «в долгосрочной перспективе сценарии изменения спроса в полупроводниковой отрасли не должны быть затронуты новыми правилами, поскольку наши сценарии основаны на мировом спросе».

Санкции США затрагивают и сферу «вычислительной литографии» — программного обеспечения, которое используется для управления лазерным лучом и оборудованием при обработке кремниевых пластин в процессе выпуска полупроводниковых чипов. Такое программное обеспечение используется в оборудовании ASML, а также японских компаний Nikon и Canon. Напомним, новый набор экспортных ограничений США не распространяется на деятельность компаний из Японии и Нидерландов в целом, но подразумевается, что власти этих стран из солидарности должны предложить собственный набор ограничений.

С активизацией действий TSMC по строительству предприятий за пределами Тайваня основное положение производственной стратегии осталось неизменно: первыми передовые техпроцессы осваиваются на территории острова и это даже закреплено законодательно. На юге Тайваня недавно начался монтаж оборудования на втором по счёту предприятии, в будущем способном наладить выпуск 2-нм чипов.

Источник изображения: TSMC

Об этом сообщило издание Economic Daily News, отметившее, что изначально TSMC планировала начать монтаж оборудования на новом предприятии в Гаосюне лишь в третьем квартале следующего года, но ускорила процесс примерно на полгода. Построенное заблаговременно на юге острова, предприятие изначально должно было специализироваться на более зрелых техпроцессах, но в августе 2023 года совет директоров TSMC решил перепрофилировать его под будущий выпуск 2-нм продукции.

Это будет самое продвинутое предприятие TSMC на юге Тайваня, но первым на острове освоить 2-нм техпроцесс должно другое, расположенное на северо-западе страны в Синьчжу. Здесь монтаж оборудования начался ещё в апреле 2024 года, но оба предприятия теперь должны приступить к выпуску 2-нм продукции в течение 2025 года. Не исключено, что в числе клиентов предприятия в Гаосюне окажутся Apple и AMD, которые станут получать от TSMC свою 2-нм продукцию.

На юге острова в Тайнане также сосредоточены предприятия TSMC, в настоящее время выпускающие 3-нм изделия. Если прогресс с освоением 2-нм технологии сохранится на достойном уровне, то они в дальнейшем также могут перейти на выпуск 2-нм продукции.

Компания Nikon разрабатывает систему цифровой безмасочной литографии с разрешением в один микрон и высокой производительностью для выпуска передовых подложек для передовых чипов. Речь идёт о подложках из стекла и других материалов, которые станут основой для крупных и сложных чипов из множества микросхем. Продукт планируется выпустить в 2026 финансовом году.

Источник изображения: Nikon

Как отмечает Nikon, быстрое внедрение технологии искусственного интеллекта (ИИ) стимулирует спрос на интегральные схемы (ИС) для центров обработки данных. Несмотря на миниатюризацию схем проводки, размеры готовых микросхем увеличиваются, в том числе из-за перехода на чиплетную компоновку, когда на одной подложке собирается множество микросхем. По мнению Nikon, это приведёт к повышению спроса со стороны производителей чипов на новый тип упаковок, в которых используются стекло и другие материалы, подходящие для производства более крупных микросхем.

Для производства такого вида упаковок требуется литографическое оборудование, в котором сочетаются высокое разрешение и большая площадь экспонирования. Для удовлетворения этих потребностей Nikon разрабатывает оборудование для цифрового экспонирования, сочетающее технологии литографии полупроводников в высоком разрешении, которые компания совершенствовала на протяжении многих десятилетий, а также высокая производительность, ставшая возможной за счёт развития технологий многолизовой литографии FPD.

Система цифровой литографии не подразумевает использование фотомасок. Вместо этого она излучает свет от источника на пространственный модулятор света (SLM), который отображает контур схемы и переносит её на подложку чипа с помощью проекционной оптической системы. В отсутствие необходимости проектировать или производить фотомаски система цифровой литографии способствует снижению затрат, а также сокращению времени разработки и производства продукции.

На прошлой неделе TSMC порадовала инвесторов улучшением прогнозов по выручке на этот квартал и рекордной прибылью за предыдущий, но руководство компании поделилось ещё несколькими идеями, позволяющими рассчитывать на сохранение высокого спроса на услуги TSMC. По его словам, спрос на 2-нм технологию превысит уровень 3-нм технологии, а техпроцесс A16 (1,6 нм или 16 ангстрем) будет востребован для производства ускорителей ИИ.

Источник изображения: TSMC

Напомним, массовое производство чипов по 2-нм технологии TSMC собирается начать в следующем году. Если учесть, что 3-нм техпроцесс она освоила в подобном контексте в 2022 году, можно отметить, что разбег между двумя этими этапами теперь измеряется тремя годами как минимум. По словам генерального директора TSMC Си-Си Вэя (C.C. Wei), многие клиенты компании заинтересованы в переходе на 2-нм техпроцесс, и даже сейчас уже заметно, что спрос на 2-нм технологию окажется выше, чем на 3-нм. Компании придётся подготовить больше производственных мощностей под выпуск 2-нм продукции, чем это было сделано в случае с 3-нм.

«A16, опять же, очень, очень привлекателен для серверных чипов в сегменте ИИ», — признался глава TSMC. Этот техпроцесс, напомним, станет следующим шагом после 2-нм технологии, и компания уже сейчас работает над тем, чтобы обеспечить клиентов достаточными возможностями по выпуску продукции с его использованием. Производство чипов по технологии A16 должно начаться во второй половине 2026 года, и руководство TSMC в прошлом полугодии не раз отмечало, что не собирается в рамках данных литографических норм применять оборудование с высоким значением числовой апертуры (High-NA EUV). Продиктовано это, в первую очередь, экономическими соображениями, поскольку соответствующее оборудование остаётся слишком дорогим. При этом предприятия, на которых будет освоен техпроцесс A16, в дальнейшем должны иметь возможность принять оборудование класса High-NA в рамках модернизации.

Источник изображения: TrendForce

Переход на использование чиплетов основными разработчиками высокопроизводительных компонентов, по словам главы TSMC, действительно снижает потребность заказчиков в крупных монолитных чипах, но сам по себе спрос на услуги по выпуску чипов с использованием 2-нм технологии от этого не снижается. Как отмечалось выше, он уже сейчас превышает показатели 3-нм техпроцесса на сопоставимом этапе жизненного цикла. При этом 3-нм изделия формировали 20 % выручки TSMC в третьем квартале. В совокупности с этими технологическими нормами, техпроцессы 5 нм и 7 нм определяли 69 % выручки компании в прошлом квартале. Концентрация на высокоприбыльных техпроцессах позволила TSMC по итогам квартала получить рекордную прибыль и увеличить норму прибыли до 57,8 %.

Для серийного выпуска чипов по технологии Intel 14A одноимённой компании потребуется несколько литографических сканеров ASML с высоким значением числовой апертуры (High-NA EUV), и вторая из полученных ею систем этого класса недавно была успешно собрана и установлена в Орегоне, как стало известно на днях.

Источник изображения: ASML

По сути, о начале монтажа второго литографического сканера ASML такого класса стало известно ещё в начале августа, но процесс удалось завершить только недавно. По данным TrendForce, директор Intel по литографическому оборудованию Марк Филипс (Mark Phillips) даже заявил, что первые итоги испытаний данного оборудования превосходят ожидания компании. Вторую систему класса High-NA EUV производитель процессоров собрал и установил быстрее, чем первую.

По словам Филипса, почти вся необходимая для начала выпуска чипов с использованием данного оборудования инфраструктура готова, и сейчас компания приступила к инспекции фотомасок, которые будут применяться совместно с этим оборудованием. К выпуску чипов Intel сможет приступить с минимальными усилиями. Понятно, что в ближайшие месяцы это будет опытное производство, которое масштабируется до серийного не ранее 2026 года.

Как добавил представитель Intel, для освоения массового производства чипов по технологии 14A компании могут потребоваться новые типы фоторезистивных составов, но к 2026–2027 году они появятся в достаточных количествах.

Тайваньская компания TSMC, которая до сих пор публично демонстрировала отсутствие у неё стремления в сжатые сроки освоить литографию класса High-NA, свой первый литографический сканер такого типа получила ещё в прошлом месяце. Южнокорейская Samsung Electronics хоть и заинтересована в покупке у ASML такого оборудования, после недавних кадровых изменений готовится уменьшить объёмы закупок по сравнению с изначальными планами. По всей видимости, роль такого оборудования в технологическом развитии Samsung была пересмотрена в сторону ослабления.

Южнокорейскую компанию Samsung Electronics нередко упрекают в отставании от конкурентов по темпам освоения передовых литографических технологий, а по мере усиления амбиций Intel в данной сфере активность Samsung обретает для её стратегического развития особое значение. По данным СМИ, корейский гигант ускоряет подготовку к началу выпуска 2-нм и более совершенных чипов.

Источник изображения: Samsung Electronics

По крайней мере, по данным Business Korea, компания начала устанавливать оборудование для выпуска 2-нм продукции на своём предприятии S3 в корейском Хвасоне. Уже в первом квартале следующего года оно технически будет способно обрабатывать по 7000 кремниевых пластин с 2-нм чипами в месяц.

Со второго квартала 2025 года Samsung также начнёт установку оборудования для выпуска 1,4-нм чипов на своём предприятии S5 в Пхёнтхэке, соответствующая линия будет рассчитана на ежемесячную обработку от 2000 до 3000 кремниевых пластин. В Хвасоне также будет модернизирована под выпуск 2-нм чипов производственная линия, которая специализируется на изготовлении 3-нм продукции. Это должно произойти к концу следующего года. Стратегические планы Samsung подразумевает, что к массовому выпуску 2-нм продукции она должна приступить в следующем году, а на 1,4-нм техпроцесс перейти в 2027 году.

Запуск нового предприятия Samsung в американском штате Техас изначально планировался на конец текущего года, но теперь оно будет вводиться в строй после 2026 года. Здесь компания рассчитывает наладить массовый выпуск 3-нм продукции, но пока прогресс оставляет желать лучшего. Samsung попытается привлечь к своим 3-нм и 2-нм техпроцессам не только собственное подразделение Samsung LSI, которое разрабатывает процессоры Exynos, но и японскую PFN, а также американские Qualcomm и Ambarella.

Низкий спрос на услуги Samsung по производству 4-нм продукции уже заставил компанию начать конверсию одного из предприятий в Пхёнтхэке под выпуск микросхем памяти, а второе при этом страдает от низкого уровня загрузки, что отрицательно сказывается на финансовых показателях деятельности. Начали звучать рекомендации по структурному отделению контрактного бизнеса Samsung с целью его вывода на биржу ради привлечения внешних источников финансирования. Успехи в привлечении клиентов на передовые техпроцессы могли бы способствовать укреплению доверия инвесторов к Samsung.

Тайваньская компания остаётся крупнейшим контрактным производителем чипов в мире, её способность ритмично осваивать передовые литографические нормы и предлагать выпуск чипов по ним в необходимых количествах привлекает много клиентов. По некоторым оценкам, за одну кремниевую пластину с 2-нм чипами она будет брать с них в два раза больше, чем в случае с 4-нм или 5-нм чипами.

Источник изображения: TSMC

По крайней мере, такие выкладки приводит издание Commercial Times, подчёркивая одновременно, что новые ступени литографии заметно повышают расходы производителей, а потому повышение цен неизбежно. В частности, если при освоении 16-нм технологии было достаточно $100 млн расходов на исследования и разработку, то в случае с 3-нм технологией эта сумма уже рискует не уложиться в диапазон от $4 до $5 млрд. Более того, для техпроцессов такого класса обычно требуется новое предприятие с передовым оборудованием, которое стоит от $15 до $20 млрд. Всё это приводит к тому, что кремниевая пластина с 2-нм чипами может обходиться заказчику в $30 000 как минимум. Тем более, что сама TSMC будет вынуждена больше платить за те же энергоресурсы в силу концентрации своих передовых предприятий на Тайване.

Кроме того, TSMC не особо страдает от конкуренции в этом сегменте рынка, поскольку Samsung постоянно испытывает проблемы с поиском клиентов на свою передовую литографию, а Intel хоть и обещает завалить потенциальных клиентов чипами, выпускаемыми по технологии 18A, сама сейчас находится в эпицентре сильнейшего за всю историю компании кризиса. Соответственно, отсутствие явных соперников позволяет TSMC назначать ту цену на услуги по выпуску 2-нм продукции, которую она сочтёт нужной. Партнёрам TSMC, которые снабжают её расходными материалами и инструментами, новый прибыльный техпроцесс тоже выгоден.

Рассуждения о том, что китайская полупроводниковая промышленность отстаёт от Тайваня на три года в своём развитии по критерию доступа к передовым литографическим нормам, встречают противодействие со стороны тайваньских чиновников, которые убеждены, что разрыв достигает десяти лет.

Источник изображения: TSMC

По крайней мере, выполняющий функции председателя Тайваньского национального совета по науке Чэн-Вэнь Ву (Cheng-Wen Wu) подверг сомнению заявления некоторых источников о том, что отставание Китая от Тайваня в сфере литографии измеряется интервалом от трёх до пяти лет. Если тайваньской компании TSMC, по его словам, удастся в 2025 году наладить массовый выпуск 2-нм продукции, местная полупроводниковая промышленность окажется по меньшей мере на десять лет впереди китайской.

Подобные обсуждения разгорелись с новой силой после того, как было доказано, что очередной флагманский смартфон Huawei содержит выпускаемый по 7-нм технологии центральный процессор. Тайваньская TSMC уже производит чипы по 5-нм и 3-нм технологиям, опережая китайскую SMIC на пару поколений, а если в следующем году первая освоит выпуск 2-нм изделий, то окажется впереди сразу на три поколения. При этом китайским производителям двигаться вперёд с желаемой скоростью мешают санкции США, Нидерландов и Японии, которые ограничивают доступ Китая к передовому технологическому оборудованию. Выпуском 7-нм продукции TSMC занимается с 2018 года, а китайская SMIC ориентировочно освоила сопоставимый по характеристикам техпроцесс не ранее 2022 года. Лишь в 2023 году был налажен серийный выпуск 7-нм китайских чипов.

Компания Canon отправила первый образец своей машины для нанопечатной литографии американскому исследовательскому консорциуму — важный шаг к коммерческому использованию этого инновационного метода производства микросхем. Новая технология заметно сокращает расходы и потребление электроэнергии. Формирование элементов электронной схемы происходит за счёт деформации покрытия штампом с последующим травлением.

Источник изображения: Canon

Традиционное производство полупроводников производится методом фотолитографии (DUV или EUV), в процессе которого фоточувствительная полимерная плёнка (фоторезист) засвечивается через фотошаблон с заданным рисунком, а затем проэкспонированные участки удаляются путём травления.

В нанопечатной литографии изображение образуется за счёт механической деформации полимерного покрытия пресс-формой. С помощью нанопечатной литографии можно получать наноструктуры размером менее 10 нм на достаточно больших площадях, что недоступно для всех других методов литографии.

Преимуществом нанопечатной литографии перед фотолитографией является возможность снижения производственных затрат и потребления энергии. В то время как для обычного фотолитографического оборудования требуются массивы линз или зеркал, машины Canon имеют более простую конструкцию и потребляют в десять раз меньше электроэнергии.

Нанопечатная литография также отлично подходит для формирования сложных трёхмерных схем с помощью одного штампа — процесс, практически не реализуемый при фотолитографии.

Несмотря на весь потенциал новой технологии, для её коммерческого использования пока существуют препятствия, самым существенным из которых являются дефекты и брак, вызванные попаданием мельчайших частиц пыли.

Поставка первой полнофункциональной машины Canon для тестирования Техасскому институту электроники (TIE), поддерживаемому ведущими производителями полупроводников, намекает на масштабные изменения, назревающие в производстве микросхем. Заместитель генерального директора Canon по оптическим продуктам Казунори Ивамото (Kazunori Iwamoto) сообщил о планах поставки от 10 до 20 машин в год в течение следующих трёх-пяти лет.

Техасский институт электроники (TIE) — консорциум, поддерживаемый Техасским университетом в Остине. В него входят такие тяжеловесы полупроводниковой отрасли, как Intel, NXP и Samsung, а также многочисленные правительственные агентства и академические институты.

По итогам текущего года, как считают аналитики TrendForce, выручка контрактных производителей чипов вырастет на 16 %, что можно считать хорошим отскоком после прошлогоднего падения на 14 %. В следующем году рост выручки контрактных производителей чипов превысит 20 %, по мнению экспертов.

Источник изображения: GlobalFoundries

Тем не менее, говорить об улучшении ситуации со спросом на потребительских рынках сложно. В текущем году степень загрузки оборудования на линиях по выпуску не самых передовых чипов опустился ниже 80 %, что нельзя считать оптимальным с экономической точки зрения уровнем. Только линии по выпуску чипов с использованием техпроцессов от 5 до 3 нм включительно были загружены полностью, и такое положение дел сохранится и в следующем году, чего нельзя гарантировать для потребительского рынка.

Как отмечается в отчёте TrendForce, уже в текущем полугодии рынки автомобильной электроники и промышленной автоматизации начнут восстанавливаться после коррекции складских запасов, и этот процесс продолжится в 2025 году. Бум систем искусственного интеллекта способствует тому, что количество обрабатываемых отраслью кремниевых пластин увеличивается. Во многом это будет способствовать тому, что выручка контрактных производителей чипов в следующем году вырастет на 20 %. Если исключить из этой выборки лидирующую по доле рынка TSMC, то прирост ограничится 12 %, но даже в этом случае он окажется выше уровня предыдущего года.

Источник изображения: TrendForce

В следующем году 3-нм техпроцесс станет основным для выпуска передовых вычислительных компонентов, включая центральные процессоры для ПК и смартфонов, а вот чипы ускорителей вычислений останутся на 5-нм и 4-нм техпроцессах. Ко второму полугодию начнёт расти спрос на 6-нм и 7-нм чипы, используемые в смартфонах для работы в беспроводных сетях связи. По прогнозу TrendForce, в 2025 году диапазон техпроцессов от 7 до 3 нм будет формировать до 45 % выручки контрактных производителей чипов по всему миру.

Высокий спрос на услуги по упаковке чипов с использованием компоновки класса 2.5D привёл к сохранению дефицита на протяжении текущего и предыдущего года. TSMC, Samsung и Intel стараются расширять свои профильные производственные мощности. Выручка от оказания подобных услуг вырастет более чем на 120 % по итогам 2025 года. Правда, пока они будут формировать не более 5 % выручки контрактных производителей, но эта доля будет планомерно расти.

Восстановление спроса на потребительском рынке, как надеются эксперты TrendForce, позволит контрактным производителям по итогам 2025 года поднять степень загрузки линий по обработке кремниевых пластин с использованием зрелых техпроцессов до уровня более 70 %, хотя сейчас он в большинстве случаев не превышает 60 %. Будут вводиться в строй и новые предприятия, использующие техпроцессы в диапазоне от 28 до 55 нм. Цены на услуги по выпуску чипов такого класса могут снизиться в результате появления новых мощностей. Участникам контрактного рынка придётся иметь дело с высокими затратами на внедрение передового оборудования и макроэкономической неопределённостью.

Первоначальная реакция ресурса TrendForce на появление в правительственном каталоге китайского оборудования для выпуска чипов с точностью межслойного перекрытия 8 нм была поверхностной, как теперь даёт понять тот же источник. Продвигаемое китайскими чиновниками оборудование пригодно для выпуска чипов от силы по 55-нм технологии или более грубым, и ему далеко до зарубежных образцов, позволяющих выпускать 8-нм чипы.

AMEC

Более глубокий анализ китайских документов, как поясняет в новой публикации TrendForce, позволяет установить, что на местном рынке некие поставщики предлагают произведённое в Китае литографическое оборудование, позволяющее работать с глубоким ультрафиолетовым излучением (DUV). Один из образцов оснащён криптоновым источником лазерного излучения, а другой аргоновым. Первый способен работать с кремниевыми пластинами типоразмера 300 мм при длине волны лазера 248 нм и разрешающей способностью не более 110 нм, обеспечивая точность межслойного совмещения не более 25 нм. Вторая литографическая система китайского производства способна обрабатывать кремниевые пластины типоразмера 300 мм при длине волны лазера 193 нм и разрешающей способности не более 65 нм, которая сочетается с пресловутой точностью межслойного совмещения не более 8 нм.

Как поясняет источник, даже подобных параметров, передовых для китайского оборудования, будет недостаточно для изготовления чипов по 8-нм нормам. Точность межслойного совмещения при производстве 8-нм чипов должна укладываться в диапазон от 2 до 3 нм, а у описываемого китайского образца она в три или даже четыре раза хуже. В частности, для выпуска чипов по техпроцессам 10-нм класса требуется точность межслойного совмещения не более 3 нм, а для 7-нм чипов — не более 2 нм.

Если же говорить о разрешающей способности, то для описываемых передовых техпроцессов она должна быть не выше 38 нм, а самый продвинутый китайский образец обладает разрешающей способностью на уровне 65-нм техпроцесса. На таком оборудовании, по словам представителей TrendForce, сложно наладить экономически обоснованное производство даже 40-нм чипов. Разумный предел на практике соответствует 55 нм, причём даже в этом случае придётся использовать сложную оснастку, которая не гарантирует приемлемого уровня брака.

Компании SMIC удаётся выпускать 7-нм чипы для Huawei, но она для этого использует множественное экспонирование, которое обеспечивает довольно высокий уровень брака, а также оборудование нидерландской ASML класса DUV, завезённое ещё до введения актуальных санкций со стороны США и Нидерландов. Оборудование китайского производства подобных возможностей пока предоставить не может, и даже не приблизилось к ним на достаточную величину.

Самые передовые 7-нм чипы, выпускаемые китайской SMIC по заказу Huawei, как принято считать, изготавливаются с использованием DUV-оборудования нидерландской ASML. Судя по обновлению каталога доступного для китайских производителей отечественного оборудования, у них скоро появится возможность выпускать 8-нм продукцию независимо от наличия доступа к зарубежным литографическим системам.

Источник изображения: AMEC

К такому выводу приходит ресурс TrendForce, ссылающийся на публикацию Министерством промышленности и информационных технологий КНР обновлённого каталога, который составлен для продвижения технического оборудования китайского происхождения.

В какой стадии готовности к выходу на рынок находится соответствующая система, не уточняется, но в документе подчёркивается, что она позволит выпускать чипы с точностью межслойного совмещения не более 8 нм. Разрешающая способность такого оборудования не превышает 65 нм, оно использует лазер с длиной волны 248 нм и кремниевые пластины типоразмера 300 мм. Другими словами, соответствующее оборудование позволяет создавать 8-нм чипы без перехода на лазеры со сверхжёстким ультрафиолетовым излучением (EUV).

Предполагается, что в разработке такой литографической системы приняли участие китайские компании AMEC и SMEE, а также представители научного сообщества КНР. В этом месяце Нидерланды ввели дополнительные ограничения на поставки в Китай литографических сканеров производства ASML, работающих с DUV-излучением. Если китайским производителям удастся наладить выпуск DUV-сканеров для выпуска 8-нм продукции, то местная полупроводниковая промышленность перестанет в некоторой части покрываемого ассортимента продукции зависеть от США, Нидерландов и Японии.

Литография со сверхжёстким ультрафиолетовым излучением (EUV) способна заметно удешевить производство 7-нм и более совершенных полупроводниковых компонентов, поэтому санкции США против Китая направлены на ограничение доступа последней из стран к таким технологиям. Как выясняется, китайские производители оборудования создают свои решения для работы с EUV.

Источник изображения: ASML

Во всяком случае, об этом позволяет судить патентная заявка на «Генераторы экстремального ультрафиолетового излучения (EUV) и оборудование для литографии», поданная в КНР шанхайской компанией SMEE ещё в марте прошлого года. Как сообщает South China Morning Post, документ описывает принципы устройства литографического оборудования, предназначенного для работы с источниками сверхжёсткого ультрафиолетового излучения. Информация о регистрации такой патентной заявки стала известна только на этой неделе.

До сих пор SMEE удавалось создавать только литографические сканеры, пригодные для работы с 28-нм и более грубыми технологическими нормами. Если китайская компания освоит выпуск EUV-сканеров, это существенно сократит отставание китайских производителей чипов от зарубежных конкурентов. Лидером в сфере поставок литографического оборудования является нидерландская компания ASML. Китайские производители чипов пока на 99 % зависят от зарубежных поставщиков, среди которых числятся компании из Нидерландов, США и Японии. Все три страны ограничивают поставку EUV-оборудования в Китай, причём Нидерланды такие меры ввели ещё в 2019 году.

С текущего месяца власти Нидерландов требуют от работающих в юрисдикции этой страны компаний получать экспортные лицензии на поставку запасных частей для установленного в Китае оборудования ASML, а также программного обновления эксплуатируемых китайскими клиентами систем. Сервисное обслуживание данного оборудования тоже фактически запрещено.

Непосредственно шанхайская компания SMEE в санкционный список США попала ещё в декабре 2022 года, что лишило её возможности использовать в создаваемом оборудовании технологии и компоненты американского происхождения. По всей видимости, компания решила самостоятельно создать оборудование для изготовления чипов с использованием EUV-литографии. Последняя подразумевает длину волны лазера 13,5 нанометра, что почти в 14 раз меньше присущего DUV-оборудованию параметра 193 нанометра. Китайская SMIC, как принято считать, выпускает для Huawei 7-нм чипы с помощью DUV-оборудования и многочисленной и громоздкой оснастки. Итоговая продукция получается довольно дорогой из-за высокого уровня брака. Переход на полноценное оборудование класса EUV позволил бы китайским производителям чипов экономить время и деньги при его эксплуатации.

Смелые для современной политической конъюнктуры заявления нового руководителя ASML заявления о характере экспортных ограничений США не помешали компании подчиниться новым требованиям властей Нидерландов, которые расширили перечень контролируемых с точки зрения поставок в недружественные страны литографических сканеров на две модели.

Источник изображения: ASML

Поскольку ASML не успела поставить в Китай ни одной передовой EUV-системы «благодаря» введённым властями Нидерландов ограничениям в 2019 году, внимание американских регуляторов с тех пор сосредоточилось на менее совершенном оборудовании, предназначенном для работы с глубоким ультрафиолетовым излучением и методом иммерсионной литографии (DUV). Наиболее продвинутые системы Twinscan NXT:2000i этого типа ограничивались в поставках в недружественные страны типа Китая с сентября прошлого года, но в США и Нидерландах существовало разногласие по поводу включения в этот перечень систем Twinscan NXT:1970i и NXT:1980i, которые используют DUV-литографию и позволяют выпускать чипы по нормам 5 и 7 нм.. Американцы считали, что подобные поставки нужно согласовывать с ними из-за наличия в составе оборудования компонентов, использующих разработанные в США технологии.

В Нидерландах ограничения на экспорт двух моделей литографических сканеров, указанных выше, вступили в силу только сегодня, и теперь правила контроля двух стран синхронизированы. Более того, теперь желающие поставить указанное оборудование в Китай или другую недружественную страну компании должны будут получать экспортную лицензию не в США, а в Нидерландах. Компания ASML, которая эти системы производит, не считает изменения в правилах экспортного контроля настолько существенными, чтобы они могли повлиять на её прогноз по выручке на 2024 год.

Министр внешней торговли Нидерландов Ренет Клевер (Reinette Klever) данный шаг прокомментировала следующим образом: «Это решение было принято по соображениям безопасности. Мы видим, что технологический прогресс увеличил риски безопасности, связанные с экспортом конкретного производственного оборудования, особенно в текущем геополитическом контексте». По словам чиновницы, выдающееся положение Нидерландов в сфере производства оборудования для выпуска чипов накладывает на страну определённую ответственность, и вводимые ограничения носят адресный и взвешенный характер. Они не должны нарушить товарооборот и цепочки поставок в мировой полупроводниковой промышленности.

Бельгийский исследовательский центр Imec сотрудничает с мировыми лидерами в сфере производства чипов, а потому его руководство может представлять путь развития всей полупроводниковой отрасли на несколько лет вперёд. По его мнению, к 2037 году производители чипов смогут освоить техпроцесс A2, а тремя годами позже удастся преодолеть барьер в 0,1 нм.

Источник изображения: Intel

Если исходить из принятых TSMC обозначений, техпроцесс A2 соответствует литографическим нормам 0,2 нм или 2 ангстрема. Таким образом, в 2040 году полупроводниковая отрасль может преодолеть барьер в 1 ангстрем, если предсказания главы Imec Люка ван ден Хова (Luc Van den hove) оправдаются. Свои заявления он сделал на технологическом форуме в Тайване, работу которого широко освещали местные СМИ.

В следующем году полупроводниковая отрасль приступит к производству 2-нм чипов, причём в рамках этого техпроцесса произойдёт смена структуры транзисторов с FinFET на нанолисты (Nanosheet), а в 2027 году после перехода на техпроцесс A7 будет внедрена структура транзисторов CFET. По мнению представителя Imec, выпуск чипов по технологии A14 будет подразумевать обязательный переход на использование оборудования с высоким значением числовой апертуры (High-NA EUV).

Для TSMC миграция на High-NA EUV становится почти предопределённой. Напомним, что крупнейший в мире контрактный производитель чипов неоднократно заявлял об отсутствии намерений использовать такое оборудование при выпуске продукции по технологии A16. Её тайваньский гигант собирается освоить со второй половины 2026 года.