В условиях запрета на поставку в Китай EUV-сканеров компании ASML, китайским производителям придётся создавать собственные инструменты для литографии в сверхжёстком ультрафиолете для выпуска самых передовых чипов. Поскольку Китай в этом заметно отстаёт, он может выбрать другой путь для достижения цели и, в конечном итоге, может даже превзойти западные технологии. Этим путём обещают стать синхротронные источники света, мощность которых превзойдёт возможности плазменных лазеров ASML.

Электроны из накопительного кольца возбуждают лазерное излучение в сверхжёстком ультрафиолете. Источник: Tsinghua University

Синхротронные источники света — это обычно кольцевые ускорители электронов. Кольцо служит накопителем электронов, которые для формирования стабильного пучка сверхжёсткого ультрафиолетового излучения выводятся из него через специальную установку, в которой возникает когерентное излучение на длине волны лазера (плюс гармоники). В сканерах ASML излучение возникает из возникающей в процессе испарения капли олова плазмы. Очевидно, что во втором случае можно создать компактную литографическую машину, а при использовании синхротрона придётся строить фактически завод.

По оценкам китайских источников, для формирования EUV-излучения мощностью около 1 кВт потребуется создать накопительное кольцо диаметром от 100 до 150 м (не говоря о вспомогательных установках и строениях). Этой мощности хватит для производства чипов с технологическими нормами до 2 нм. Компания ASML сейчас массово производит передовые литографические EUV-сканеры мощностью до 500 Вт, что обеспечивает выпуск 3-нм чипов. Перед ней также стоит задача разработки более мощных источников EUV-света, которая по сложности не так уж далеко от китайских проектов EUV-«пушки».

Для обычной коммерческой компании, такой, как ASML, проект синхротрона как источника EUV-света неприемлем. Он тянет за собой большие затраты на создание объёмной инфраструктуры. В США, кстати, в лаборатории SLAC изучали возможность использования синхротронов для полупроводниковой литографии, но признали его неперспективным. В Китае же, где ресурсов и рабочей силы в избытке, построить завод с ускорительной установкой особого труда не составит. Если верить источникам, место для EUV-«пушки» уже подобрано. Её начнут строить в Сюньгане.

За последние два года вышло немало статей на тему создания стабильных микропучков для производства EUV-излучения (steady-state microbunching, SSMB). Большинство работ принадлежит китайским авторам. Также в Китае прошли тематические конференции на эту тему. Понятно, что для создания законченной инфраструктуры по производству чипов с использованием EUV-излучения потребуется намного больше усилий, чем постройка синхротрона. Прежде всего, это научная работа на многие годы вперёд. Китай показывает решимость пройти этот путь, а это дорого стоит.

Россия, кстати, тоже может пойти по этому пути. В ближайшие годы в стране начнут строить достаточно много синхротронов для решения целого спектра задач от материаловедения до фармацевтики. Из одного из них вполне может родиться проект фабрики по выпуску чипов с использованием синхротронных ускорителей.

Опубликованные в местных СМИ выдержки из официальных документов подтверждают, что в 2020 году запрет на поставку передового литографического оборудования из Нидерландов в Китай был осуществлён по настоянию министерства обороны этой страны, которое, в свою очередь, действовало по настоянию властей США. В ближайшее время правительство Нидерландов должно дополнительно ограничить поставки оборудования ASML в Китай.

Источник изображения: ASML

Как поясняет Reuters со ссылкой на собственные источники, экспорт оборудования ASML в Китай должен быть в обозримом будущем дополнительно ограничен, и соответствующие переговоры по линии национальной безопасности сейчас ведутся между Нидерландами и США. Данная новость для фондового рынка затмит влияние публикации финансового отчёта ASML за прошлый квартал, которая ожидается на следующей неделе. Сейчас компания до 15 % всей выручки получает именно на китайском направлении и местный рынок продолжает активно расти.

В начале октября, напомним, власти США ввели собственные дополнительные экспортные ограничения в отношении Китая, и с тех пор уговаривают Нидерланды и Японию присоединиться к ним в той или иной степени. Чиновники в Нидерландах пытаются учитывать экономические интересы национальных поставщиков оборудования, крупнейшим из которых является ASML. Министр торговли страны Лизе Шрайнемахер (Liesje Schreinemacher) с трибуны ВЭФ в Давосе вчера заявила: «Я знаю, что оказывается серьёзное международное давление, но буду бороться за принципы свободной торговли и против протекционизма».

Власти страны сейчас пытаются выработать такие правила, которые не ограничивали бы компании из Нидерландов сильнее, чем американские. Во-вторых, эти ограничения нужно синхронизировать с Японией. В-третьих, нужно убедиться, что новые ограничения не станут потрясением для мирового рынка полупроводниковых компонентов, который и так находится не в лучшем состоянии.

Аналитики ожидают, что в прошлом квартале ASML удалось получить чистую прибыль в размере 1,68 млрд евро и рекордную выручку в сумме 6,37 млрд евро. В ноябре руководство компании подняло свой прогноз по величине ежегодно получаемой выручки на 25 %, к 2030 году компания рассчитывает ежегодно получать не менее 30 млрд евро. Октябрьские санкции США сами по себе способны сократить портфель заказов ASML на 5 %, но если Нидерланды усилят ограничения на своей стороне, то потери могут оказаться больше.

До 2014 года поставки оборудования для DUV-литографии в Китай были ограничены, но потом запрет сняли, и компания ASML с тех пор смогла выручить на этом направлении более 8 млрд евро. Есть вероятность, что подобные ограничения могут вернуться.

Из откровений издания Financieele Dagblad стало известно, что в 2020 году власти Нидерландов прислушались к рекомендации местного министерства обороны воздержаться от поставок в Китай оборудования для работы с EUV-литографией. По словам представителей оборонного ведомства Нидерландов, если бы поставки такого оборудования в Китай не были прекращены, то многократно бы выросли шансы любой из стран НАТО столкнуться с необходимостью защищаться от передового оружия, произведённого вероятным противником. Документ одновременно подчёркивал, что «важнейший стратегический партнёр в сфере безопасности (США) обратился со срочным требованием соответствующего содержания к властям Нидерландов», чтобы предотвратить экспорт EUV-литографии в КНР.