Trung Quốc đạt bước tiến đáng kể trong nỗ lực tự chủ công nghệ bán dẫn

Máy quang khắc- Photolithography Machine là thiết bị nguồn quan trọng quyết định mức độ của quy trình sản xuất chất bán dẫn, bao gồm hệ thống quang học, hệ thống vi điện tử, hệ thống máy tính, hệ thống cơ khí chính xác, hệ thống điều khiển và các thành phần khác cực kỳ phức tạp và chính xác. Nó sử dụng công nghệ sao chép tương tự để in các hoa văn nhỏ trên Mask (mặt nạ) lên tấm silicon thông qua việc tiếp xúc với ánh sáng. 

Theo Bộ Công nghiệp và Công nghệ Thông tin Trung Quốc (MIIT), hai máy quang khắc mới "đạt được những đột phá công nghệ quan trọng, sở hữu quyền sở hữu trí tuệ nhưng chưa được thương mại hóa". MIIT không nêu tên công ty đứng sau, nhưng cho biết sử dụng công nghệ quang khắc bằng tia cực tím sâu (DUV).

Trung Quốc đạt bước tiến đáng kể trong nỗ lực tự chủ công nghệ bán dẫn.

MIIT cho biết, một máy DUV hoạt động ở bước sóng 193 nanomet (nm), với độ phân giải dưới 65 nm và độ chính xác chồng lớp dưới 8 nm. Máy còn lại có bước sóng 248 nm, độ phân giải 110 nm và độ chính xác chồng lớp 25 nm.

Muốn sản xuất chip thì phải có máy quang khắc, và công nghệ sản xuất máy quang khắc được kiểm soát ở một số rất ít quốc gia như Hà Lan, Nhật Bản, Đức, Mỹ, Trung Quốc. Trong số đó, Hà Lan có công nghệ máy quang khắc tiên tiến nhất. 

Nếu dựa vào thông số kể trên, hai máy quang khắc này của Trung Quốc còn kém xa so với các lựa chọn khác trên thị trường. Chẳng hạn, DUV tiên tiến nhất của ASML (Hà Lan) hoạt động ở độ phân giải dưới 38 nm và độ chính xác chồng lớp là 1,3 nm. Còn nếu so với các mẫu quang khắc siêu cực tím (EUV), khoảng cách thậm chí lớn hơn, khi sử dụng ánh sáng có bước sóng chỉ 13,5 nm, gần gấp 14 lần so với bước sóng 193 nm của DUV mà Trung Quốc công bố.

Tuy nhiên, theo SCMP, hai cỗ máy vẫn là thành tựu lớn trong việc chế tạo thiết bị quang khắc bán dẫn của Trung Quốc. 

Chính phủ Trung Quốc đã dành nhiều năm để theo đuổi mục tiêu tự cung tự cấp công nghệ bán dẫn, nhưng tiến độ sản xuất các hệ thống quang khắc cần thiết để sản xuất hàng loạt chip tiên tiến vẫn còn chậm. Hầu như toàn bộ máy quang khắc của nước này vẫn đến từ ASML, công ty đã ngừng cung cấp máy EUV tiên tiến của mình cho khách hàng Trung Quốc cũng như bị chính phủ Hà Lan cấm cung cấp máy DUV cho khách hàng có trụ sở tại Trung Quốc.

Mặc dù Trung Quốc đã đạt được những tiến bộ đáng kể trong việc phát triển máy in thạch bản DUV, nhưng các sản phẩm nội địa vẫn còn một khoảng cách khá lớn so với các công nghệ tiên tiến nhất của ASML. 

Chính phủ Trung Quốc đã dành nhiều năm để theo đuổi mục tiêu tự cung tự cấp công nghệ bán dẫn.

Còn theo Global Times, Shanghai Micro Electronics Equipment Group (SMEE) hiện là hy vọng lớn nhất của Trung Quốc trong việc phát triển hệ thống khắc tiên tiến. Tuy nhiên, công ty này vẫn tụt hậu so với đối thủ toàn cầu và bị Mỹ đưa vào danh sách đen thương mại vào tháng 12/2022.

Nanomet là đơn vị đo chiều dài cực nhỏ, được sử dụng để đo kích thước của các thành phần bên trong chip. Khi bạn thấy các con số như 7 nanomet, 5 nanomet hay 3 nanomet trong thông số kỹ thuật của chip, đó chính là cách để chỉ ra kích thước của các bóng bán dẫn (transistor) bên trong nó.

Kích thước càng nhỏ, hiệu năng càng cao: Khi các bóng bán dẫn càng nhỏ, chúng ta có thể tích hợp được nhiều bóng bán dẫn hơn vào cùng một diện tích chip.

Điều này dẫn đến:

- Tăng tốc độ xử lý: Chip có nhiều bóng bán dẫn hơn sẽ thực hiện được nhiều phép tính hơn trong cùng một khoảng thời gian.

- Giảm tiêu thụ điện năng: Bóng bán dẫn nhỏ hơn tiêu thụ ít điện năng hơn.

- Giảm kích thước chip: Chip nhỏ gọn hơn giúp thiết bị điện tử trở nên nhỏ bé và nhẹ nhàng hơn.

- Đo lường độ phức tạp của công nghệ sản xuất: Các quy trình sản xuất chip với kích thước nanomet càng nhỏ càng đòi hỏi công nghệ sản xuất phức tạp và chính xác cao.

Nanomet là thông số quan trọng để đánh giá hiệu năng của chip. Kích thước nanomet càng nhỏ, chip càng mạnh mẽ và hiệu quả.