Die Entwicklung von Chinas inländischen Lithografiemaschinen für extremes Ultraviolett (EUV) ist alles andere als unerreichbar. Das neueste System, das derzeit im Huawei-Werk in Dongguan getestet wird, nutzt die laserinduzierte Entladungsplasma-Technologie (LDP), eine potenziell disruptive Methode zur Erzeugung von extrem ultraviolettem Licht. Die Testproduktion des Systems ist für das dritte Quartal 2025 und die Massenproduktion für 2026 geplant, was es China ermöglichen könnte, das Technologiemonopol von ASML im Bereich der fortschrittlichen Lithographietechnologie zu brechen.
Die im chinesischen System verwendete LDP-Methode erzeugt 13,5-nm-EUV-Strahlung, indem Zinn zwischen Elektroden verdampft und durch eine Hochspannungsentladung in ein Plasma umgewandelt wird, in dem Elektronen-Ionen-Kollisionen die gewünschte Wellenlänge erzeugen. Dieser Ansatz bietet mehrere technische Vorteile gegenüber der laserproduzierten Plasmatechnologie (LPP) von ASML, darunter eine vereinfachte Struktur, eine geringere Stellfläche, eine verbesserte Energieeffizienz und potenziell niedrigere Produktionskosten.
Um den gleichen Effekt zu erzielen, setzt die LPP-Methode auf hochenergetische Laser und eine komplexe FPGA-basierte Echtzeit-Steuerelektronik. Während ASML seine LPP-basierten Systeme seit Jahrzehnten verbessert, könnten die inhärenten Effizienzvorteile des LDP-Ansatzes Chinas Aufholprozess bei dieser wichtigen Halbleiterfertigungstechnologie beschleunigen.
Als die Vereinigten Staaten Sanktionen gegen die EUV-Lieferungen chinesischer Unternehmen verhängten, wurde Chinas Halbleiterentwicklung stark eingeschränkt, da Standardwellenlithographiesysteme im tiefen Ultraviolett (DUV) Wellenlängen von 248 nm (KrF) und 193 nm (ArF) für die Halbleiterstrukturierung verwenden, wobei die 193-nm-Immersionstechnologie die fortschrittlichste Produktionstechnologie vor EUV darstellt. Diese längeren Wellenlängen stehen in starkem Kontrast zur 13,5-nm-Strahlung von EUV und erfordern mehrere Strukturierungstechniken, um fortschrittliche Knoten zu ermöglichen.
Das System von Huawei muss jedoch noch Fragen wie Auflösungsfähigkeiten, Durchsatzstabilität und Integration in bestehende Halbleiterfertigungsprozesse beantworten. Die Kommerzialisierung alternativer EUV-Lithographiewerkzeuge wird jedoch die Position von ASML in Frage stellen. Die neuesten Ultraviolett-Lithographiegeräte von ASML kosten etwa 380 Millionen US-Dollar. Für Chinas Forschungs- und Entwicklungszentren wird die EUV-Ausrüstung von Huawei unabhängig von den Kosten einen dringend benötigten Upgrade-Weg für altmodische DUV-Lithographiemaschinen bieten, die bisher die inländische Chipproduktion eingeschränkt haben. Obwohl China solides geistiges Eigentum entwickelt hat, hat es bei der Werkzeugherstellung nur begrenzte Fortschritte gemacht.
Führende Fabriken wie SMIC arbeiten mit Huawei zusammen, um EUV-Lithographiemaschinen in bestehende Arbeitsabläufe zu integrieren. Die Etablierung robuster Arbeitsabläufe in der Halbleiterfertigung dauert Jahre, daher müssen wir geduldig sein, bevor wir die Ergebnisse sehen.