Entsprechend der South China Morning Post (SCMP), China plant, einen innovativen Ansatz zur Herstellung von Prozessoren zu verfolgen, indem es Teilchenbeschleuniger nutzt, und sich damit potenziell als globaler Marktführer in der fortschrittlichen Chipherstellung zu positionieren. SCMP Laut Aussage zielt die Methode darauf ab, die Beschränkungen herkömmlicher Lithografiemaschinen und die US-Sanktionen gegen die EUV-Technologie zu umgehen und möglicherweise die Landschaft der Halbleiterindustrie neu zu gestalten.
Das chinesische Forschungsteam unter der Leitung der Tsinghua-Universität entwickelt eine einzigartige Laserquelle unter Verwendung von Teilchenbeschleunigern. Ihr Ziel ist es, die Einschränkungen herkömmlicher Lithografiemaschinen zu umgehen, die bei der Mikrochipproduktion von entscheidender Bedeutung sind. Der geplante Teilchenbeschleuniger wird etwa die Größe von zwei Basketballfeldern haben, einen Umfang zwischen 100 und 150 Metern haben und als hochwertige Lichtquelle für die Chipherstellung dienen.
Professor Zhao Wu von der Stanford University stellte die zugrunde liegende Technologie vor, die als Steady-State-Microbunching (SSMB) bezeichnet wird. SSMB fängt die von geladenen Teilchen bei der Beschleunigung abgegebene Energie ein und wandelt sie in eine kontinuierliche, reine EUV-Lichtquelle um. Im Vergleich zur vorherrschenden ASML-EUV-Methode bietet SSMB eine überlegene Leistung und Effizienz, was möglicherweise die Kosten für die Chipproduktion senkt.
„An der THU wurde eine SSMB-EUV-Lichtquelle mit einer geplanten EUV-Leistung von mehr als 1 kW entwickelt, und einige Schlüsseltechnologien sind fast fertig“, sagte Teammitglied Professor Pan Zhilong bei einer Präsentation auf einem akademischen Workshop im Januar 2022.
Dieses ehrgeizige Projekt steht im Gegensatz zu den Strategien von Unternehmen wie ASML, die sich auf die Miniaturisierung von Chipherstellungsmaschinen konzentrieren. Stattdessen besteht Chinas Vision darin, eine riesige Fabrik zu errichten, die mehrere Lithografiemaschinen beherbergt, die alle um einen einzigen Beschleuniger herum angeordnet sind. Dieses Design zielt darauf ab, wettbewerbsfähige Herstellungsprozesse (z. B. 2 nm und mehr) zu ermöglichen, die zur Herstellung von Hochleistungschips ohne den Einsatz herkömmlicher Lithographiescanner im extremen Ultraviolett (EUV) verwendet werden.
„Als völlig neue Lichtquelle wurde die experimentelle Verifizierung der Technologie umgesetzt. Es ist jedoch notwendig, ein solides SSMB-Lichtquellen-Forschungsgerät zu bauen, das im EUV-Band arbeitet“, sagte Projektleiter Professor Tang Chuanxiang von der Tsinghua-Universität.
“Dann können wir [use the device to] Förderung wissenschaftlicher und industrieller Nutzer und Verbesserung der SSMB-Technologie.“
Dem Bericht zufolge hat das Team der Tsinghua-Universität in diesem Bereich erhebliche Fortschritte gemacht; Sie haben die Technologie erfolgreich getestet und suchen nun nach Standorten für den Bau des Projekts, heißt es in dem Bericht. Ihre Erfolge könnten China den Weg ebnen, mögliche künftige Sanktionen zu umgehen und sich zu einem Halbleiter-Kraftpaket zu entwickeln.
Der Weg zur Realisierung SSMB-basierter EUV-Lithographiemaschinen bleibt jedoch lang und herausfordernd. Professor Tang Chuanxiang leitet das Projekt und betont die Notwendigkeit kontinuierlicher Innovation und branchenübergreifender Zusammenarbeit, um ein funktionsfähiges Lithographiesystem zu entwickeln.
„Bis zu unserer unabhängigen Entwicklung von EUV-Lithographiemaschinen ist es noch ein langer Weg, aber SSMB-basierte EUV-Lichtquellen bieten uns eine Alternative zur genehmigten Technologie“, sagte Tang. „Es erfordert kontinuierliche technologische Innovation auf der Grundlage von SSMB-EUV-Lichtquellen und die Zusammenarbeit mit vor- und nachgelagerten Industrien, um ein nutzbares Lithographiesystem aufzubauen.“