Патент Huawei раскрывает планы по технологическому процессу класса 3 нм — Китай продолжает двигаться вперед, несмотря на санкции США

Когда в начале этого года Huawei и Semiconductor Manufacturing International Co. (SMIC) запатентовали методы литографии с самовыравнивающимся четырехкратным рисунком (SAQP) для производства передовых чипов, большинство предполагало, что компании работают над созданием чипов по 5 нм техпроцессу. Судя по всему, это не предел их планов, поскольку Huawei теперь рассчитывает использовать четырехкратное паттернирование и для 3-нм производственных технологий.

Как сообщает Tom’s Hardware, SiCarrier, поддерживаемый государством разработчик оборудования для производства чипов, работающий с Huawei, также запатентовал технологию создания нескольких шаблонов, подтвердив планы SMIC использовать эту технологию для будущих узлов. Такие эксперты, как Дэн Хатчесон из TechInsights, предполагают, что, хотя SAQP может позволить Китаю производить чипы класса 5 нм, машины EUV будут иметь важное значение для долгосрочной конкурентоспособности за пределами этих норм. Эксперты отрасли никогда не предполагали использование четырехкратного структурирования для узлов 3-нм класса.

Технологический процесс класса 7 нм предполагает шаг металла 36–38 нм, а узлы класса 5 нм уменьшают шаг металла до 30–32 нм. При 3 нм шаг металла достигнет примерно 21–24 нм. Это позволит достичь критических размеров примерно 12 нм для крупносерийного производства, чего не могут достичь даже инструменты EUV с низким числом апертур без использования двойного рисунка. Тем не менее, похоже, что Huawei и SMIC планируют добиться этого с помощью SAQP, используя инструменты DUV.

SAQP имеет решающее значение для Huawei и SMIC, поскольку у них нет доступа к передовым инструментам литографии, таким как ASML Twinscan NXT:2100i и Twinscan NXE:3400C/3600D/3800E. Это связано с правилами экспорта, введенными Нидерландами, причем США являются основным инициатором ограничений. SAQP предполагает многократное травление линий на кремниевых пластинах для увеличения плотности транзисторов, снижения энергопотребления и повышения производительности. Этот подход отражает предыдущие попытки Intel в 2019–2021 годах не полагаться на машины для литографии в крайнем ультрафиолете (EUV) с узлом 10-нм класса (позже переименованным в «Intel 7»).

Несмотря на потенциальные преимущества, использование SAQP сопряжено с серьезными проблемами. 10-нм техпроцесс Intel первого поколения потерпел неудачу, по крайней мере частично, из-за этого метода. Ходили слухи, что производительность была настолько низкой, что единственный 10-нм процессор Canon Lake имел только два ядра, а встроенная графика была отключена. Однако для SMIC SAQP необходим для прогресса в области полупроводниковых технологий, позволяющего производить более сложные чипы, включая процессоры HiSilicon Kirin следующего поколения для потребительских устройств и процессоры Ascend для серверов искусственного интеллекта.

Хотя стоимость 5-нм или 3-нм чипа с использованием SAQP почти наверняка будет выше, что сделает его менее осуществимым (если вообще осуществимым) для коммерческих устройств, этот метод остается жизненно важным для достижений Китая в области полупроводниковых технологий. Эти достижения важны не только для бытовой электроники, но и для таких приложений, как суперкомпьютеры, и, возможно, для развития военного потенциала.