ASML, nhà sản xuất duy nhất trên thế giới về công cụ chế tạo chip quang khắc EUV, chưa bao giờ vận chuyển công cụ EUV cho khách hàng Trung Quốc chính của họ do ràng buộc thỏa thuận Wassenaar và các quy định xuất khẩu của phương Tây.
Tuy nhiên, như thế không có nghĩa là các nhà sản xuất Trung Quốc sẽ không bao giờ có thể chế tạo công cụ chế tạo chip EUV của riêng họ. Theo SCMP, Shanghai Microelectronics Equipment (SMEE) đã nộp đơn xin cấp bằng sáng chế cho máy quang khắc EUV. Động thái này đã diễn ra từ tháng 3/2023, nhưng chỉ được tiết lộ mới đây.
Tựa đề của sáng chế này là “Máy phát bức xạ siêu cực tím [EUV] và thiết bị quang khắc”. Máy quang khắc EUV hay còn gọi là máy quang khắc siêu cực tím giúp tạo ra các bộ xử lý cao cấp bằng cách sử dụng ánh sáng. Tia này có bước sóng 13,5 nm, nhỏ hơn 14 lần so với DUV (193 nm). EUV là công nghệ tối quan trọng để chế tạo chip quy trình nhỏ hơn 7 nm.
Nhân viên đang kiểm tra tấm wafer tại dây chuyền sản xuất của một công ty chip bán dẫn ở Tú Thiên, tỉnh Giang Tô. (Ảnh: China Daily)
Dựa trên mô tả của SCMP, SMEE đang cố gắng xin bằng sáng chế cho bộ thành phần chính của công cụ EUV: nguồn EUV plasma do laser tạo ra (LPP). Nguồn EUV LPP được tạo bằng laser CO2 chiếu lên các giọt thiếc nhỏ có đường kính khoảng 30 micron trong một buồng đặc biệt để tạo ra plasma khí ion hóa.
Trong quá trình này, các giọt thiếc lỏng li ti được sử dụng để tạo ra ánh sáng siêu cực tím (EUV) cho quá trình sản xuất chip tiên tiến. Với kích thước bằng một nửa sợi tóc người, chúng được bắn vào một buồng đặc biệt. Sau đó, một tia laser CO2 mạnh sẽ chiếu vào các giọt này, biến chúng thành một loại khí nóng, ion hóa gọi là plasma.
Plasma này phát ra ánh sáng EUV ở bước sóng 13,5 nanomet, lý tưởng để tạo ra các chi tiết vô cùng tinh xảo trên chip bán dẫn. Sau đó, ánh sáng được thu thập bởi một tấm gương đặc biệt, trong khi thiếc còn sót lại được dọn ra để giữ cho buồng sạch sẽ.
SMEE là nhà sản xuất thiết bị quang khắc hàng đầu Trung Quốc. Hiện tại, công ty cung cấp cho khách hàng nội địa công cụ quang khắc tiên tiến nhất của mình, SSX600, có thể được sử dụng để sản xuất chip trên công nghệ quy trình 90 nm, 110 nm và 280 nm. Năm ngoái, công ty cho biết họ sẽ trình làng hệ thống có năng lực 28 nm, mặc dù không rõ liệu họ có bắt đầu sản xuất hàng loạt công cụ này hay không.
Công nghệ quang khắc EUV được sử dụng để sản xuất chip trên các công nghệ quy trình tiên tiến, chẳng hạn như 7 nm, 6 nm, 5 nm, 4 nm và 3 nm. Hiện tại, một công ty bán dẫn chủ chốt khác của Trung Quốc là SMIC sản xuất bộ xử lý trên các công nghệ quy trình thế hệ thứ 2 của loại 7 nm bằng cách sử dụng quang khắc DUV nhúng và đa mẫu hình, không hiệu quả từ góc độ năng suất. Tuy nhiên, SMIC và đối tác Huawei không có lựa chọn nào khác ngoài việc tiếp tục sử dụng quang khắc công nghệ cũ cho quy trình xuống tới 3 nm.
Cần lưu ý rằng trong đa số trường hợp, bằng sáng chế được nộp trước khi thương mại hóa rất lâu. Công cụ quang khắc EUV là một loại máy cực kỳ phức tạp sử dụng hàng chục đột phá công nghệ cao được thực hiện trong 3 thập kỷ. Chưa kể, Trung Quốc sẽ tiếp tục đối mặt với các lệnh hạn chế về xuất khẩu và bảo trì từ phương Tây trong giai đoạn tới.
Thỏa thuận Wassenaar là một thỏa thuận quốc tế, được lập ra vào ngày 12/7/1996 tại Hà Lan, nhằm kiểm soát việc xuất khẩu vũ khí thông thường và công nghệ sử dụng kép. Mục tiêu của thỏa thuận này được cho là cải thiện an ninh toàn cầu bằng cách thúc đẩy tính minh bạch và chuyển giao có trách nhiệm các mặt hàng trên. Các quốc gia tham gia thỏa thuận này đặt mục tiêu ngăn chặn việc xây dựng kho vũ khí có thể đe dọa hòa bình dựa trên công nghệ có khả năng sử dụng kép.
Bản thân Thỏa thuận Wassenaar không trực tiếp chịu trách nhiệm ngăn chặn Trung Quốc nhập khẩu các công cụ sản xuất chip tiên tiến, nhưng thỏa thuận này có ảnh hưởng đến việc kiểm soát xuất khẩu giữa các quốc gia thành viên. Thỏa thuận này đặt ra các hướng dẫn chung để kiểm soát việc chuyển giao hàng hóa và công nghệ sử dụng kép, bao gồm thiết bị bán dẫn tiên tiến, nhằm ngăn chặn việc sử dụng sai mục đích cho quân sự.
Việc Trung Quốc tiếp cận các công cụ sản xuất chip tiên tiến bị hạn chế trực tiếp hơn bởi các chính sách kiểm soát xuất khẩu quốc gia, đặc biệt là từ Mỹ, Hà Lan và Nhật Bản - tất cả đều là những bên tham gia chính của Thỏa thuận Wassenaar và là những nước đi đầu trong công nghệ sản xuất chip. Các quốc gia này gần đây đã áp dụng biện pháp kiểm soát xuất khẩu chặt chẽ hơn đối với việc bán thiết bị sản xuất chất bán dẫn tiên tiến cho Trung Quốc, với lý do lo ngại về khả năng Trung Quốc sử dụng công nghệ này cho mục đích quân sự.
Bình luận