Huawei sản xuất chip 2-nm không cần EUV như thế nào?

Trong một diễn biến có thể định hình lại cuộc đua bán dẫn toàn cầu, Huawei đã nộp bằng sáng chế vạch ra con đường sản xuất chip loại 2 nm chỉ sử dụng các công cụ quang khắc cực tím sâu (DUV) – chính là thiết bị mà công ty này vẫn có thể tiếp cận mặc dù phương Tây áp dụng các biện pháp kiểm soát xuất khẩu nghiêm ngặt ngăn chặn các máy quang khắc cực tím (EUV) của ASML.

Bằng sáng chế này, ban đầu được nộp vào năm 2022 nhưng chỉ mới được công bố gần đây. Công trình này do nhà nghiên cứu bán dẫn kỳ cựu Tiến sĩ Frederick Chen thực hiện. Ông mô tả một kỹ thuật tạo mẫu đa dạng tinh vi có thể cho phép Huawei và đối tác sản xuất SMIC đạt được chip 21 nm cực kỳ chắc chắn - một kích thước quan trọng giúp các nút thu được ngang bằng với các quy trình "lớp 2 nm" đang được TSMC và Samsung chuẩn bị, cả hai đều phụ thuộc rất nhiều vào công nghệ quang khắc EUV.

Cách tạo chip 2nm không cần EUV của Huawei

Trọng tâm trong phương pháp của Huawei là luồng tự căn chỉnh bốn mẫu (SAQP) được tối ưu hóa, được cho là giảm số lần phơi sáng DUV cần thiết xuống chỉ còn bốn lần, một cải tiến đáng kể so với các phương pháp đa mẫu thông thường, vốn thường đòi hỏi nhiều lần quét hơn và độ phức tạp tăng vọt.

Bằng cách đẩy cơ sở hạ tầng DUV hiện có lên đến giới hạn tuyệt đối, công ty đặt mục tiêu nhảy vọt từ Kirin 9030 mới được trình diễn (được chế tạo trên nút N+3 của SMIC) lên thế hệ chip 2 nm trong tương lai mà không cần phải sử dụng các công cụ EUV bị hạn chế.

Khả năng thương mại hóa vẫn còn là một dấu hỏi

Tuy nhiên, các chuyên gia trong ngành vẫn tỏ ra thận trọng. Ngay cả khi tính khả thi về mặt kỹ thuật được chứng minh trong phòng thí nghiệm, khả năng thương mại hóa của một quy trình DUV với hoa văn mạnh mẽ như vậy vẫn còn bị nghi ngờ rộng rãi. Việc tạo hoa văn bốn lần ở kích thước này có thể gây ra hiện tượng giảm năng suất, dễ bị lỗi và chi phí cực kỳ đắt đỏ so với EUV phơi sáng một lần, đó là lý do tại sao phần còn lại của ngành công nghiệp tiên tiến đã chuyển sang công nghệ mới hơn cho quy trình 3 nm trở xuống.

Nếu công thức 2 nm dựa trên SAQP của Huawei được đưa vào sản xuất hàng loạt, đó sẽ là một hành động thách thức đáng chú ý về mặt công nghệ. Hiện tại, bằng sáng chế này vừa là một tuyên bố về ý định vừa là lời nhắc nhở về việc Trung Quốc sẵn sàng thúc đẩy công nghệ in thạch bản đã tồn tại hàng thập kỷ đến mức nào để theo đuổi mục tiêu tự cung tự cấp.