MWC 2018
2018
Computex
IFA 2018
Китайские исследователи наметили путь к выпуску транзисторов класса 3 нм с использованием глубокой ультрафиолетовой литографии (DUV) вместо более современной EUV. Разработка пока находится на ранней стадии и не готова к массовому производству, но показывает, что Китай продолжает искать способы выпускать передовые полупроводники без доступа к новейшему западному оборудованию.
Источник изображения: SMIC
Институт микроэлектроники Китайской академии наук (IMECAS) разработал предварительный технологический процесс для изготовления транзисторов с круговым затвором (gate-all-around, GAA) исключительно с помощью доступного DUV-оборудования. Об этом сообщила газета South China Morning Post со ссылкой на выступление главного инженера института Е Тяньчуня (Ye Tianchun).
GAA представляет собой не замену EUV-литографии, а конструкцию транзистора, в которой затвор окружает канал со всех сторон. Получать структуры, соответствующие классу 3 нм, при помощи DUV позволяет многократное формирование рисунка на пластине. Такой подход требует большего количества экспозиций, масок и технологических операций, из-за чего усложняет производство, повышает его стоимость и создаёт дополнительные сложности с точностью совмещения слоёв и выходом годных кристаллов.
Работа ведётся на фоне ограничений на поставки оборудования в Китай. Компания ASML не может продавать китайским заказчикам литографические установки EUV, которые производители используют для экономически эффективного выпуска наиболее передовых чипов. Теоретически некоторые критические слои можно формировать и с помощью DUV, однако многократная экспозиция делает техпроцесс значительно сложнее и дороже. GAA-транзисторы уже применяются в серийном производстве: Samsung начала выпускать 3-нм чипы с такой конструкцией в 2022 году, а TSMC использует её в своём 2-нм техпроцессе N2.
В Китайской академии наук подчёркивают, что разработка пока далека от массового производства. По словам Е Тяньчуня, её перспективы станут понятнее только после испытаний пластин на реальных производственных линиях. Даже успешное изготовление отдельных GAA-транзисторов ещё не означает готовности полноценного техпроцесса: необходимо освоить формирование межсоединений и других слоёв, добиться приемлемого выхода годных кристаллов и обеспечить стабильность производства.
В 2025 году исследователи академии также представили твердотельный источник когерентного излучения с длиной волны 193 нм, соответствующей применяемой в современной DUV-литографии. Разработка рассматривается как возможная основа для компонентов будущих литографических систем, но сама по себе не является готовой заменой промышленным источникам излучения и сканерам ASML.
Собственный путь к дальнейшему масштабированию чипов развивает и Huawei Technologies. В мае компания представила концепцию Tau Scaling Law, предусматривающую повышение плотности вычислений за счёт архитектурных изменений и так называемого временного масштабирования. Huawei рассчитывает, что к 2031 году её высокопроизводительные процессоры смогут достичь плотности транзисторов, сопоставимой с ожидаемыми показателями 1,4-нм техпроцесса. Речь при этом идёт об эквивалентной плотности, а не об освоении физического производства по нормам 1,4 нм.
Источник:
