У Apple, TSMC, Qualcomm большие проблемы. Китай придумал и запатентовал собственную технологию выпуска топовых 3-нанометровых чипов

Huawei и SMIC запатентовали технологию производства 3-нанометровых полупроводников. Это самый топовый техпроцесс – он используется, в основном при производстве чипов Apple, Qualcomm и MediaTek на фабриках TSMC, которой запрещено выпускать чипы Huawei по современным нормам.

Первый шаг сделан

Китайские компании Huawei и Semiconductor Manufacturing International Co. (SMIC) собираются использовать технологию литографии самовыравнивающимся четырехкратным рисунком (self-aligned quadruple patterning, SAQP) для производства микросхем по топологии 3 нанометра, пишет Tom’s Hardware. Это большой прорыв, учитывая тот факт, что 3 нм – это самый современный техпроцесс к моменту выпуска материала.

Что самое важное, власти США, которые постоянно мешают развиваться Huawei, SMIC и прочим ИТ-компаниям Китая, не имеют возможности запретить использование SAQP. Это собственная совместная разработка SMIC и Huawei, которую они запатентовали в начале 2024 г., и которая первоначально предназначалась для выпуска 5-нанометровых микросхем.

Освоить производство по техпроцессу 3 нм в настоящее время полностью смогла пока лишь только тайваньская TSMC – самый крупный вендор полупроводников в мире. Но она не вправе допускать к этой технологии Huawei – власти США запрещают ей это c весны 2020 г., и она может выпускать для Huawei чипы лишь по очень старым нормам.

Китай вплотную приблизился к 3-нанометровому производству

SMIC – это прямой китайский конкурент TSMC, крупнейший в КНР производитель чипов. В 2022 г. компания освоила 14 нм, а немного позже у нее появился доступ к 7 и 5 нм.

Санкции нипочем

Получение патента на ту иную технологию производства, над которой не властен Запад – это далеко не все, что нужно сделать, чтобы конвейер начал работать. Также потребуется где-то раздобыть этот самый конвейер, но и тут у китайских компаний есть козырь в рукаве.

CNews писал, что нидерландская компания ASML по решению властей США не имеет права поставлять в Китай свои современные литографические сканеры работающие с экстремальным ультрафиолетом (EUV), а также чинить ранее отгруженные. ASML – крупнейший производитель такого оборудования в мире.

Без EUV-сканеров производство микросхем по техпроцессам 7 нм и тоньше почти невозможно. Но технология SAQP, пишет Tom’s Hardware, может помочь наладить их выпуск с использованием менее современных сканеров на глубоком ультрафиолете (DUV). Такие сканеры ASML пока может отгружать в Китай – американские санкции на них пока что не распространяются.

Также в Китае есть компания SiCarrier, занимающаяся производством оборудования для выпуска микросхем и имеющая всестороннюю поддержку со стороны государства. Она сотрудничает с Huawei, а также у нее есть несколько собственных запатентованных технологий, которые вполне могли бы пригодиться для выпуска чипов по технологии SAQP.

Не все так просто

Запатентованная Huawei и SMIC технология SAQP предполагает многократное травление линий на кремниевых пластинах для увеличения плотности транзисторов, снижения энергопотребления и повышения производительности. Этот подход напоминает предпринятые Intel в 2019–2021 гг. попытки отказаться от EUV-сканеров с узлом 10-нм класса (позже переименованным в Intel 7).

Но, несмотря на потенциальные преимущества, использование SAQP сопряжено с трудными проблемами. Так 10-нанометровый техпроцесс Intel первого поколения, который она освоила лишь в 2019 г., хоть и использовал схожие решения, но оказался далеко не самым лучшим активом компании. Как пишет Tom’s Hardware, толку от этой технологии было настолько мало, что с ее помощью Intel смогла выпустить лишь 2-ядерные чипы Cannon Lake без встроенной графики. CNews сообщал, что это Core i3-8121U, рассекреченный в мае 2018 г.

Однако для китайской SMIC технология SAQP необходима. Она нужна ей для прогресса в области полупроводниковых технологий, чтобы освоить производство сложных и современных чипов, включая процессоры HiSilicon («дочка» Huawei) следующего поколения – чипы Kirin для потребительских устройств и процессоры Ascend для серверов искусственного интеллекта.

Как пишет Tom’s Hardware, даже с учетом того, стоимость производства 5- или 3-нанометровых полупроводников с использованием SAQP почти наверняка будет выше по сравнению с их выпуском на EUV-оборудовании, эта технология остается жизненно важной для достижений Китая в области полупроводниковых технологий. А достижения эти, в свою очередь, важны не только для бытовой электроники, но также для суперкомпьютеров, и, возможно, для развития военного потенциала КНР.