Beijing quiere su propia fuente de luz EUV, una parte clave de la cadena de suministro de chips

Una fuente de luz ultravioleta extrema (EUV) de cosecha propia, o una alternativa menos compleja, podría permitir a China fabricar microchips para competir con los que alimentan los iPhone y ChatGPT.

Salvado.

Algo salió mal. Código de error 1.

Esta función solo está disponible para suscriptores pagos. Puedes continuar leyendo sin guardar tu preferencia, o puedes suscribirte ahora.

Suscríbase ahora

¿Ya eres suscriptor? Entre aquí.

Esta función es sólo para suscriptores pagos.

Copia este enlace

¡Copiado!

Algo salió mal.

A las empresas, universidades e instituciones gubernamentales chinas se les prohíbe cada vez más el acceso a las exportaciones de maquinaria estadounidense, holandesa y japonesa utilizada para fabricar microchips esenciales para la industria de alta tecnología. Pero están compitiendo para desarrollar una fuente de luz ultravioleta extrema (EUV) de cosecha propia que pueda ayudar a grabar vías electrónicas en los microchips de silicio más avanzados.

Una fuente de luz EUV es sólo una parte de una máquina EUV profundamente compleja, una parte que sólo Cymer, la filial en San Diego del fabricante de herramientas holandés ASML, ha logrado ensamblar. Una máquina EUV permite a su propietario fabricar el tipo de microchips delgados que Apple coloca en sus últimos iPhones y que OpenAI utiliza para impulsar ChatGPT, el modelo de lenguaje impulsado por inteligencia artificial que puede generar texto similar al humano.

La luz EUV de Cymer se genera disparando un láser de alta energía al estaño fundido y luego enfocando la luz resultante en un haz utilizado para tallar patrones diminutos de circuitos en chips de silicio delgados como una oblea. Estas máquinas de litografía EUV, y las fuentes de luz de las que dependen, son una pieza importante del rompecabezas de la independencia tecnológica que China está tratando de armar para ascender en la cadena de valor de la tecnología mediante la fabricación de los tipos de chips que impulsarán la tecnología del futuro, como la inteligencia artificial y la inteligencia artificial. computación cuántica.

Suscríbase al boletín semanal de The China Project, nuestro resumen gratuito de las historias más importantes de China.

Al suscribirte aceptas nuestra política de privacidad.

Bajo la presión de Washington, el gobierno holandés nunca permitió que ASML enviara una máquina de litografía EUV a China. Las máquinas ASML EUV más avanzadas en uso comercial hoy cuestan a las empresas que las compran alrededor de 150 millones de dólares. La próxima generación de máquinas, que se enviará en 2024, costará más de 300 millones de euros (328 millones de dólares). La empresa de investigación de mercado Mordor Intelligence estimó el valor del mercado de litografía EUV en 11.500 millones de dólares en 2023, y el mercado más amplio de equipos semiconductores valorado en alrededor de 123.000 millones de dólares.

Como evidencia de que la competencia tecnológica futura se está intensificando, los registros de patentes chinos muestran que el año pasado la Universidad Tsinghua (el “MIT de China”), la Universidad de Nanjing, la Academia China de Ciencias y una empresa llamada Specreation con sede en Hefei, Anhui. Provincia, todos presentaron patentes para la tecnología de fuente de luz EUV. Los expertos dicen que todos tienen mucho trabajo por delante.

"Los desafíos de crear fuentes de luz EUV que puedan funcionar dentro de un sistema de viabilidad estable y a largo plazo son enormes", dijo Paul Triolo, socio asociado para China y líder de política tecnológica de Dentons Global Advisors ASG, una consultora con sede en Washington, DC. El Proyecto China.

Incluso si una empresa logra fabricar una fuente de luz EUV, dijo Triolo, puede resultar complicado lograr que funcione dentro de los procesos de fabricación de semiconductores existentes.

Si bien las leyes estadounidenses han restringido las exportaciones de tecnología para la producción comercial de chips de primera calidad, algunas tecnologías utilizadas para la investigación fundamental que sustenta el desarrollo de semiconductores continúan fluyendo a través del Pacífico.

En algunos casos, las organizaciones chinas que trabajan para desarrollar sus propias fuentes de luz EUV han comprado tecnología láser de vanguardia de KMLabs de Boulder, Colorado.

El 21 de octubre de 2022, la Universidad de Ciencia y Tecnología de Huazhong en Wuhan, provincia de Hubei, en el centro de China, compró una máquina de fuente de luz EUV de KMLabs, según un informe de la prensa china que cita registros de adquisiciones gubernamentales. KMLabs vende sus máquinas con fuente de luz EUV a través de distribuidores en todo el mundo, incluida una empresa llamada Transientek en China.

KMLabs, junto con su socio belga Imec, está a la vanguardia de una tecnología de fabricación de chips llamada litografía de alta apertura numérica (NA) que tiene ciertas ventajas sobre la utilizada por Cymer y ASML.

KMLabs dijo a The China Project que sus fuentes de luz EUV no eran adecuadas para su uso en litografía de semiconductores EUV, pero que se estaban utilizando en investigaciones relevantes para la litografía EUV, y que todas sus exportaciones cumplían con la ley estadounidense actual.

Si bien la fuente de luz EUV de KMLabs no se utiliza directamente para fabricar chips, un comunicado de prensa de la compañía reconoció que su colaboración con Imec tiene como objetivo comprender los "fundamentos de la litografía EUV que se utilizarán para fabricar chips semiconductores de próxima generación". Una presentación separada de KMLabs señaló que un equipo que fabrica, llamado Generador de Altos Armónicos XUUS, está disponible para la venta en China y tiene "demanda para aplicaciones de semiconductores".

La Universidad de Huazhong no es el único comprador chino de tecnología KMLabs, según un comunicado de prensa publicado en el sitio web de Transientek. La Universidad de Pekín, la Universidad de Tsinghua, el Instituto Lanzhou de Física Química de la Academia China de Ciencias y la Universidad de Ciencia y Tecnología de Shanghai también compraron tecnología de la empresa de Colorado.

"Estamos orgullosos de proporcionar la fuente de luz láser pulsada ultrarrápida EUV más avanzada y soporte técnico localizado a los mejores equipos de investigación de China", se lee en el sitio web de Transientek en chino.

A pesar de que Beijing enfatiza la importancia de la independencia tecnológica de China en la fabricación de chips, al país le queda un largo camino por recorrer antes de poder producir un sistema de fuente de luz EUV adecuado para la litografía, y mucho menos la mucho más compleja máquina de litografía EUV.

Triolo dijo que China enfrenta un camino difícil por delante para adquirir los materiales críticos necesarios para fabricar y utilizar una fuente de luz EUV a escala comercial.

"Si bien China podría tener una fuente de luz viable para EUV dentro de dos años, el principal interrogante sigue siendo la integración de sistemas, las cadenas de suministro, otros sistemas críticos como la óptica y otras áreas adyacentes", dijo.

Otros observadores de la industria dijeron a The China Project que dos años era una predicción optimista. Dylan Patel, director de SemiAnalysis, una firma boutique de consultoría e investigación de semiconductores, dijo que probablemente a China le tomaría mucho más tiempo desarrollar la tecnología.

Además de la fuente de luz EUV de Cymer para litografía de chips comerciales, la empresa japonesa Gigaphoton ha producido una fuente de luz ultravioleta profunda (DUV) menos avanzada.

Un informe de septiembre de 2022 de la Administración Nacional de Propiedad Intelectual de China (CNIPA) señaló que una fuente de luz EUV se compone de varias tecnologías diferentes y que hasta ahora China no ha tenido éxito en el desarrollo de gases, colectores y amplificadores de luz y tecnología de campo magnético. necesario para una fuente de luz EUV comercialmente viable.

El gigante chino de la electrónica Huawei ingresó recientemente al espacio de la litografía de chips, cuando en noviembre de 2022 presentó una patente para la tecnología EUV. Huawei también ha invertido en la empresa líder china en fuentes de luz RSLaser Optoelectronics, que proporciona las fuentes de luz para las máquinas de litografía fabricadas por la empresa china Shanghai Microelectronics.

Huawei no está solo. El informe de CNIPA también destacó a todos aquellos que han solicitado patentes para tecnología de fuente de luz EUV. El Instituto de Tecnología de Harbin ocupó el primer lugar con 13 patentes, seguido por la Universidad de Huazhong con cinco, y la fundición china de chips Semiconductor Manufacturing International Corporation (SMIC) y el Instituto de Óptica y Mecánica Fina de Shanghai, con tres cada uno.

Incluso mientras China trabaja para desarrollar tecnologías EUV, algunas de las empresas del país están buscando soluciones alternativas que produzcan los mismos resultados sin tener que crear tecnología avanzada.

Un atajo para alcanzar mayores niveles de eficiencia es mediante técnicas avanzadas de empaquetado de chips después de que sus circuitos hayan sido grabados en el proceso de litografía. A medida que los transistores en los circuitos se reducen de tamaño, ha aumentado la atención en aumentar la eficiencia informática apilando chips uno encima de otro.

"Las empresas chinas, incluida Huawei, están analizando atentamente los problemas de embalaje avanzado y tienen empresas muy capaces en este espacio", dijo Triolo.

China está más adelantada que otros países en este tipo de embalaje avanzado en la cadena de suministro de semiconductores. Aún así, empresas fuera de China, como TSMC de Taiwán, Samsung de Corea del Sur e Intel de Estados Unidos también están trabajando arduamente en envases avanzados.

Las empresas chinas también están llevando las máquinas DUV menos avanzadas al límite para lograr resultados generalmente asociados con la tecnología EUV más avanzada. Los observadores de la industria se sorprendieron al descubrir que SMIC pudo producir chips de 7 nanómetros el verano pasado, a pesar de las restricciones a las exportaciones estadounidenses diseñadas para impedir que las empresas chinas adquieran la maquinaria para lograr resultados de tamaño inferior a 10 nanómetros. Los observadores de la industria dicen que SMIC podría bajar incluso más de lo que se pensaba anteriormente utilizando la tecnología disponible.

Patel dijo a The China Project que las empresas chinas “pueden llegar a los 5 nanómetros” utilizando herramientas DUV que la empresa holandesa ASML puede enviar legalmente a China.

Empresas tecnológicas chinas y equipos de investigación universitarios están trabajando para crear una fuente de luz EUV comercialmente viable, una pieza fundamental de las máquinas utilizadas para fabricar chips avanzados que impulsarán tecnologías futuras como la inteligencia artificial y la computación cuántica. Mientras Estados Unidos y sus aliados prohíben las exportaciones de tecnología clave a China, los científicos e ingenieros chinos podrían beneficiarse mejor si se concentraran en formas menos difíciles de aumentar la calidad de los semiconductores locales.

Especulación

Tecnología transitoria

Optoelectrónica RSLaser Keyi Hongyuan

Microelectrónica de Shanghai Microelectrónica de Shanghai

SMIC

Huawei

El CEO de ASML revela un precio unitario de litografía ultravioleta extrema de alta apertura numérica de 300-350 millones de euros / TechGoing

¡El proceso de localización de máquinas de fotolitografía y empresas cotizadas relacionadas! / Inversión inteligente de Jiufang

Localización de diversos aspectos de las máquinas de litografía/Minsheng Securities

¿Qué es la innovación tecnológica? ¡La tecnología estadounidense de fuente de luz ultravioleta extrema EUV avanza hacia China! /NetEase

En cuanto a la tecnología de litografía EUV, los fabricantes chinos anuncian nuevas patentes/Global Semiconductor Observer

Huawei impulsa silenciosamente las inversiones en fabricación de chips / Caixin

TSMC lidera la guerra de empaquetado de chips avanzados, según los datos de patentes de LexisNexis / Reuters

El principal fabricante de chips de China logra un gran avance a pesar de las restricciones estadounidenses / Bloomberg

Eduardo Jaramillo es redactor de The China Project. Tiene una licenciatura en Historia y Estudios de Asia Oriental del Bowdoin College y una Maestría en Estudios Asiáticos de la Universidad de Georgetown. Ha pasado dos años y medio combinados en Taiwán y China, y ahora vive en el vecindario Logan Circle de Washington, DC. Leer más