Huawei đăng ký bản quyền thiết bị in thạch bản EUV, cho phép tự sản xuất chip dưới 10nm

[nguoiduatinabc]

Bước tiếp theo để Huawei nói riêng và Trung Quốc nói chung tiến gần hơn với mục tiêu tự chủ công nghệ sản xuất chip bán dẫn. Đó là tài liệu xin cấp bản quyền sở hữu trí tuệ thiết kế và công nghệ thiết bị cho phép in thạch bản chip silicon với tiến trình nhỏ hơn 10nm.

Cho tới giờ, hầu hết những tập đoàn sản xuất chip bán dẫn đều phải phụ thuộc vào một công ty đến từ Hà Lan, ASML, để sở hữu những cỗ máy in thạch bản với dải tia cực tím cực kỳ chính xác và phức tạp.

Trung Quốc thì đang chịu áp lực từ phía Mỹ do tác động của chiến tranh thương mại cũng như những lo ngại về an ninh quốc gia, dẫn tới việc bị chặn nguồn cung mua những cỗ máy như ASML sản xuất, vì chúng sử dụng công nghệ do người Mỹ sáng chế ra.



Máy in thạch bản hoạt động như thế này. Chúng tạo ra nguồn tia cực tím rồi lọc nguồn sáng đó cho tới khi nó giống hệt như thiết kế âm bản của một con chip xử lý. Nguồn tia cực tím này sau đó được chiếu vào những tấm wafer silicon nhạy cảm với ánh sáng, tạo ra từng transistor hay cầu nối kết nối những transistor lại với nhau, từ đó tạo ra những die chip bán dẫn trên một tấm wafer. Mức độ phức tạp của những cỗ máy gọi là EUV lithography được mô tả đơn giản thông qua tấm hình của chính ASML chia sẻ:

Về phần Huawei, họ đã giải quyết được một vấn đề trong khâu cuối của quá trình gia công chip bán dẫn, gây ra bởi dải sóng cực nhỏ của tia cực tím. Giống như ASML, bằng sáng chế của Huawei ứng dụng những tấm gương phản chiếu ánh sáng, chia chùm tia cực tím thành những chùm tia bước sóng tách bạch. Mỗi tấm gương đó có thể xoay để tạo ra những chùm tia với bước sóng ngược hoàn toàn, từ đó triệt tiêu mọi nguồn tia cực tím có khả năng gây nhiễu trong quá trình in thạch bản, tạo ra những die chip bán dẫn lỗi.

Tính đến thời điểm hiện tại, ASML gần như nắm độc quyền thị trường thiết bị in thạch bản tia cực tím, phục vụ sản xuất chip bán dẫn tiến trình cao cấp. Tiến trình có tên tiếng Anh là EUV lithography này ứng dụng quy tắc cơ bản của in thạch bản, nhưng sử dụng chùm tia cực tím bước sóng 13.5 nm, gần giống bước sóng chùm tia X-quang.

Để tạo ra những chùm tia này, ASML ứng dụng giải pháp đun chảy thiếc và tạo ra tia cực tím từ việc thả nhanh những giọt thiếc nóng chảy, kích thước khoảng 25 micron.

Khi giọt thiếc nóng chảy rơi, chúng được chiếu bằng đèn laser công suất thấp để biến thành miếng thiếc dẹt, rồi một đèn laser công suất cao hơn tiếp tục nung chảy miếng thiếc siêu nhỏ để tạo ra plasma, đó là nguồn tạo ra tia cực tím. Để tạo ra đủ tia cực tím in thạch bản tấm silicon, quy trình này được diễn ra 50 nghìn lần mỗi giây.

Để tạo ra được những cỗ máy như trong hình trên, ASML đã mất 17 năm và 6 tỷ Euro đầu tư. Nhưng ngay trước khi những cỗ máy đầu tiên được xuất xưởng, phía chính phủ Mỹ đã tạo áp lực lên chính phủ Hà Lan để ép phía nước này không xuất khẩu những cỗ máy EUV sang Trung Quốc, giới hạn phía Trung Quốc chỉ được phép mua máy in thạch bản công nghệ cũ, DUV (deep ultraviolet).

Tính đến giờ, cũng chỉ có 5 tập đoàn đã công bố sẽ ứng dụng máy in thạch bản EUV từ ASML: Intel, Micron, Samsung, SK Hynix và TSMC.

Đáng lẽ điều này không làm khó được phía Trung Quốc, vì trước đây họ có thể gửi thiết kế chip sang các đối tác gia công như TSMC để bên này sản xuất những die chip silicon cho họ. Nhưng, lại là hệ quả của cuộc chiến tranh thương mại, điều này đã bị ngăn cản.

Kết cục là nếu Huawei hay chính bản thân ngành chip xử lý Trung Quốc muốn bắt kịp tốc độ phát triển của toàn cầu, họ phải tự mình nghiên cứu công nghệ gia công chip xử lý.

Điều này đương nhiên cần rất nhiều vốn, trong đó có cả sự hỗ trợ từ phía chính phủ Trung Quốc.