Китай намерен наладить производство 5-нм чипов "любой ценой"

Крупнейший китайский производитель микросхем Semiconductor Manufacturing International Corp (SMIC), как сообщается, планирует начать массовое производство 5-нанометровых чипов для Huawei Technologies в конце этого года, несмотря на низкий выход годных и высокую стоимость производства. Китай намерен во что бы то ни стало наладить производство 5-нм кристаллов. SMIC будет поставлять Huawei дорогие и неэффективные 5-нм кристаллы. Используя обходной путь, связанный с запретом на экспорт, SMIC может достичь выхода годных чипов не более 30-40 процентов по сравнению с более чем 80% у TSMC. Фото: Wikimedia Commons

Отраслевые эксперты считают, что Huawei и SMIC намерены продвигать этот весьма затратный проект, поскольку Пекин хочет показать миру, что китайские компании способны совершать технологический прорыв, даже несмотря на запрет США на поставки кристаллов в КНР. По их словам, это больше похоже на политический, чем на коммерчески жизнеспособный проект.

По словам специалистов, для производства 5-нм чипов технически возможно использовать глубокую иммерсионную ультрафиолетовую литографию (DUV). Однако, в этом случае затраты на производство могут быть в несколько раз выше, чем при использовании экстремальной ультрафиолетовой литографии (EUV). SMIC вполне способна изготавливать 7- и 5-нм чипы с выходом 50 и 30-40 процентов соответственно, считают эксперты.

Во вторник газета Financial Times сообщила, что SMIC будет использовать имеющиеся запасы оборудования американского и голландского производства для массового выпуска 5-нм систем-на-кристалле (System-on-a-Chip, SoC) Kirin. Издание пишет, что SMIC установит цены на свою 5-нм и 7-нм продукцию с 40-50%-ной надбавкой к ценам TSMC на аналогичные "технологические узлы".

Ссылаясь на экспертов пожелавших остаться неизвестными, Financial Times сообщила, что производительность 7-нм чипов SMIC составит около 30 процентов по сравнению с аналогичными продуктами тайваньской компании TSMC.

Баланс сил на рынке микросхем медленно, но неуклонно смещается в сторону КНР

"Huawei и SMIC могут задействовать для производства 5-нм чипов имеющееся оборудование DUV. Но эксплуатационные расходы будут очень высокими", заявил в октябре прошлого года в интервью Bloomberg Берн Лин, бывший вице-президент Taiwan Semiconductor Manufacturing Co и нынешний декан Национального университета Цин Хуа в тайваньском городе Хсинчу.

Он утверждает, что производство 5-нм интегральных микросхем с помощью DUV-литографии требует четырехкратного шаблонирования, включающего многократное экспонирование и процессы травления. "Многократное нанесение рисунка занимает очень много времени и может привести к низкому выходу годной продукции, если экспонирование будет выполнено недостаточно точно", - подчеркнул эксперт.

По его мнению, Соединенным Штатам следует сосредоточиться на сохранении своего лидерства в области разработки микросхем, а не пытаться ограничить прогресс Китая. Он отметил, что Пекин принял стратегию "всей нации" для развития своей индустрии микросхем.

19 января на церемонии вручения Национальной премии инженеров председатель Китайской Народной Республики Си Цзиньпин заявил, -"Хочется надеяться, что инженерам и техникам нашей страны хватит дерзости совершить прорыв в ключевых технологиях в основных областях, разработать высококачественные программы, способствовать развитию новых производственных мощностей и помочь Китаю достичь большой независимости и мощи в науке и технике".

Микросхемы, выполненные по 7-нм технологическому процессу

В августе прошлого года компания Huawei неожиданно для Запада установила в свой телефон Mate60 Pro процессор Kirin 9000s. Позже технологические эксперты выяснили, что 7-нм чип был изготовлен компанией SMIC по технологии N+2 с помощью DUV-литографии. В декабре 2023 года Huawei представила ноутбук Qingyun L540, в котором был установлен процессор под названием Kirin 9006C. Ранее комментаторы неоднократно высказывали предположения о том, что Huawei возможно удалось совершить технологическую революцию.

Пекин стоит на пороге запуска в серийное производство чипов нового поколения, несмотря на ограничения со стороны Соединенных Штатов. SMIC и Huawei намерены наладить производство новых 5-нм микросхем, поддерживая планы Китая по созданию современных кристаллов. На снимке NXT:2000i - высокопроизводительная машина двухступенчатой иммерсионной литографии, разработанная для серийного производства 300-миллиметровых пластин на передовых узлах.

В начале января канадский поставщик технологических решений TechInsights сообщил, что чипы 9006C были получены из запасов, поставленных до того, как Соединенные Штаты запретили TSMC производить кристаллы для Huawei в середине сентября 2020 года. В декабре прошлого года анонимный отраслевой источник в интервью южнокорейскому новостному порталу The Elec заявил, что SMIC готовит к выпуску свой 5-нм техпроцесс с помощью DUV-литографии. Поставки комплектующих для DUV в Китай не поспевают за спросом, поэтому ожидается дальнейшее увеличение использования фотомасок, добавил эксперт.

Напомним, что фотомаской в литографической машине называют непрозрачную пластину или пленку с прозрачными участками, которые позволяют свету проникать через определенный рисунок для получения экспозиции. В своей заметке журналист новостного сайта Wccftech.com из Ванкувера пишет, что ожидаемая производительность 5-нм техпроцесса SMIC при использовании существующего оборудования DUV составит приблизительно 30-40 процентов.

Несмотря на санкции Вашингтона, Пекин построил на западном оборудовании квантовый компьютер "Сунь Укун"

При этом SMIC никогда не раскрывала информацию о выходе своих 7-нм и более мелких кристаллов. Ссылаясь на некоторых аналитиков, агентство Reuters предположило, что выход 7-нм техпроцесса SMIC будет ниже 50 процентов. Компания TSMC приступила к производству 7-нм микросхем памяти по техпроцессу N7FF+ с EUV-литографией в начале 2017 года. До этого тайваньский чипмейкер использовал литографию DUV для производства 7-нм чипов с выходом 76 процентов.

По сообщениям средств массовой информации, компания TSMC довела выход 7-нм и 5-нм кристаллов до 93,5 и 80 процентов, соответственно, еще в 2019 году. Сейчас TSMC производит 3-нм чипы с выходом 55 процентов, конкурируя с 60-70 процентами у Samsung.

Иммерсионный литограф NXT:2000i

Некоторые аналитики утверждают, что SMIC для производства процессора Kirin 9000S использовала систему ASML NXT:2000i. Ссылаясь на анонимного эксперта в области производства микросхем, сайт Caijing.com в ноябре прошлого года сообщил, что в настоящее время в Китае используется не менее пяти систем ASML, столь же высокотехнологичных, как иммерсионный литограф NXT:2000i.

В июне прошлого года компания ASML заявила, что теперь ей придется получать экспортные лицензии от правительства Нидерландов на поставку своих передовых систем иммерсионной DUV-литографии, включая NXT:2000i и более современные иммерсионные литографы.

Председатель Китайской Народной Республики Си Цзиньпин на церемонии вручения Национальной премии инженеров 19 января заявил, что местные инженеры и техники должны помочь стране достичь большой самодостаточности и силы в области науки и техники, совершая прорывы в ключевых технологиях в ключевых областях и разрабатывая высококачественные продукты. Фото: Синьхуа

При этом в компании не сообщили, была ли также отозвана экспортная лицензия на поставку NXT:2000i.   Собственно, SMIC для производства 5-нм или 7-нм кристаллов может использовать и более старые иммерсионные DUV-литографы, например, NXT:1980Di, но тогда выход годных чипов будет еще ниже.