На днях исследователи из Huawei совместно с командой Нанкинского университета в журнале Nature Electronics опубликовали работу, в которой сообщили о создании RISC-процессора с использованием 2D-материалов. В перспективе это поможет добиться рекордной плотности размещения транзисторов без использования передовых подсанкционных литографов ASML. Используя только местное оборудование, Китай сможет выпускать чипы не хуже решений TSMC, Intel и других лидеров отрасли.

Процесс переноса изображения с маски на фоточувствительный слой на кремниевой пластине при изготовлении чипов балансирует между качеством и скоростью нанесения рисунка. Ускорить его можно либо повысив мощность излучения, с чем есть проблемы, либо повысив чувствительность фоторезиста, с чем тоже всё не очень хорошо. Исследователи из бельгийского Imec нашли неожиданный вариант по ускорению процесса, который до сих пор почему-то не рассматривался.

Мировой лидер в производстве фотолитографических систем (EUV и DUV) для полупроводниковой промышленности компания ASML совершила прорыв в технологии EUV-литографии и планирует увеличить выпуск чипов на 50 % к 2030 году. Инженеры компании смогли повысить мощность источника света до 1000 ватт, что позволит обрабатывать до 330 кремниевых пластин в час и существенно снизить стоимость производства передовых процессоров.

Японская Canon ещё осенью прошлого года отправила для изучения специалистам Intel первую установку для изготовления прогрессивных чипов методом нанопечати. По замыслу производителя, такая технология позволяет сократить расходы на оборудование при производстве 5-нм чипов и заметно экономить электроэнергию. Компания DNP недавно предложила материал для производства 1,4-нм чипов таким способом.

На фоне ограничений со стороны США Китай продолжает наращивать усилия по развитию собственного оборудования для производства полупроводников. Компания Pulin Technology впервые поставила заказчику установку PL-SR для наноимпринтной литографии (NIL) — технологии, которую рассматривают как возможную замену или дополнение к традиционной EUV (фотолитографии в глубоком ультрафиолете).

Пекин перестраивает стратегию масштабных государственных инвестиций, чтобы напрямую устранить ключевые «узкие места» на пути к полному суверенитету в сфере полупроводников. Для этого китайский государственный «Большой фонд» (Big Fund III) потратит около $47,5 млрд в местной валюте. Средства в первую очередь пойдут на разработку собственного литографического оборудования и ПО для проектирования полупроводников.

Переход на более «тонкие» техпроцессы сам по себе уже не способен снижать себестоимость полупроводниковой продукции прежними темпами. TSMC в следующем полугодии приступит к массовому производству 2-нм чипов, и одна кремниевая пластина с ними будет обходиться в $30 000. Дальнейшая миграция на новую литографию поднимет стоимость пластины до $45 000.

В поисках возможностей для производства электронных схем на живых организмах учёные из Датского технического университета (Technical University of Denmark) испытали электронно-лучевую литографию на живых тихоходках — мельчайших организмах со средним размером около 500 мкм. Эта технология создаёт основу для нанесения меток даже на бактерии и открывает путь к созданию датчиков и электронных схем на живой ткани — то есть к настоящему чипированию.

EUV-литографы компании ASML в качестве основы для источника света используют газовые лазеры CO₂. Они достаточно мощные, но при этом громоздкие и малоэффективные по сравнению с твердотельными лазерами. Твердотельные лазеры, в свою очередь, не отличаются высокой мощностью и непригодны для установки в литографы, хотя имеют колоссальные перспективы в этой области. У Китая также появились свои разработки в этой сфере, и они не хуже, чем у других.

На примере китайской полупроводниковой промышленности можно понять, насколько важно наличие собственного оборудования для выпуска чипов в условиях ограниченности доступа к импортному. В России недавно завершились работы по созданию первого отечественного литографа, позволяющего работать с 350-нм технологией.

Китай заявил о значительном прорыве в области кремниевой фотоники для производства полупроводников. Государственная лаборатория JFS в Ухане, являющаяся национальным центром исследований в области фотоники, впервые успешно соединила лазерный источник света с кремниевым чипом. Это достижение, по мнению китайских СМИ, может помочь стране преодолеть существующие технические барьеры в проектировании микросхем и достичь самодостаточности в условиях санкций США.