Китай на шляху до відмови від EUV-літографії: стартап заявляє про перший у світі конвеєр 2D-напівпровідників

Китайський стартап Yuanjiwei з Шанхаю заявив про запуск першої у світі тестової виробничої лінії 2D-напівпровідників.

Читайте также: Електрокар, який “гарчить” як бензиновий: представлено Mercedes-AMG CLA 45 на 680 к.с.

Що відомо про перший у світі китайський конвеєр з промислового виробництва 2D-напівпровідників

Досі суперництво за створення досконаліших комп’ютерних чипів залежало від машин EUV-літографії, які вважаються ключовим механізмом для створення найсучасніших кремнієвих мікросхем. Однак експортні обмеження значною мірою позбавили Китай цієї технології й стали серйозною перешкодою для вдосконалення виробництва напівпровідників.

Однак наразі шанхайський стартап Yuanjiwei прагне продемонструвати, що у майбутньому виробництво обчислювальної техніки взагалі зможе обходитись без машин екстремального ультрафіолетового випромінювання. Стартап заявляє, що створив першу у світі пілотну виробничу лінію з виготовлення 8-дюймових мікросхем для 2D-напівпровідників.

Ця технологія у майбутньому може дозволити створювати сучасні мікросхеми з зовсім інших матеріалів та за допомогою інших методів виробництва. Заява пролунала у той час, коли напівпровідникова промисловість досягає меж кремнієвого матеріалу.

Обмеженість кремнію й переваги 2D-напівпровідників

Протягом десятиліть виробники покращували продуктивність мікросхем внаслідок зменшення розмірів транзисторів, крихітних перемикачів для обробки інформації. Однак оскільки ці компоненти наближаються до розмірів атомів, їх виробництво стає значно вартіснішим та складним. Окрім цього вони страждають через витоки струму, який продовжує текти навіть тоді, коли транзистор вимкнений.

Це призводить до втрат енергії та тепловиділення. Дослідники у всьому світі вивчають альтернативи традиційному кремнію й двовимірні матеріали розглядаються як одні з найперспективніших кандидатів. На відміну від кремнію, який утворює тривимірну кристалічну структуру, електрони у двовимірних матеріалах рухаються переважно у межах надтонкого шару, за що й отримали свою назву. Унікальна структура дозволяє 2D-транзисторам зберігати високі електричні характеристики навіть у надзвичайно малих масштабах, де керування традиційними кремнієвими пристроями стає все складнішим.

Ще одна перевага може з’явитись за поєднання 2D-напівпровідників з технологіями 3D-шарування мікросхем. Оскільки це надзвичайно тонкі матеріали, багатошарові електронні схеми потенційно можна буде розміщувати більш ефективно, збільшуючи обчислювальну потужність та щільність пам’яті без суттєвого збільшення розмірів.

Ці матеріали вивчаються вже понад 10 років та масштабування від лабораторних зразків до рівня кремнієвих пластин виявилось надзвичайно складним. Це одна з причин, чому індустрія досі сильно залежить від кремнієвих транзисторів.

Читайте также: Творець Assassin’s Creed Unity назвав її “однією з найбільш недооцінених ігор серії” і

Дослідники з Yuanjiwei не розробили новий матеріал, однак створили промисловий процес, здатний перетворити лабораторні зразки в реальні мікросхеми. За даними представників компанії, нова пілотна лінія охоплює увесь виробничий ланцюг, від підготовки 2D-напівпровідників, до їхньої інтеграції у готові пристрої.

Це також охоплює процес підготовки мікросхем до виробництва (tape-out), завершальної стадії проєктування перед випуском у виробництво. Розробка розв’язує одну з ключових проблем у дослідженнях 2D-напівпровідників — доказ можливості стабільного виробництва надтонких матеріалів у промислових масштабах, яких потребує галузь

Попередні дослідження продемонстрували, що двовимірні матеріали можуть бути використані для створення високопродуктивних електронних пристроїв, а дослідники нещодавно продемонстрували методи вирощування та виготовлення цих надтонких матеріалів у масштабі пластин.

Однак ці зусилля були зосереджені переважно на доказі працездатності технології, а не на створенні повноцінного виробничого конвеєра. Перетворення лабораторних зразків у відтворюваний виробничий процес вимагає розв’язання додаткових завдань, включно з підготовкою матеріалів, виготовленням пристроїв та інтеграцією мікросхем.

Кінець епохи EUV-літографії

В Yuanjiwei заявляють, що нова пілотна виробнича лінія призначена для подолання цього розриву через об’єднання кількох етапів виробництва чипів на єдиній платформі. Компанія прагне використати цю виробничу базу для розробки передових процесів, досягнувши до 2029 року технології виробництва чипів, еквівалентної 5-нм техпроцесу без використання EUV-літографії.

Однак, за словами експертів, досягнення аж ніяк не гарантує комерційного успіху. Фахівці, які були присутні на демонстрації Yuanjiwei, підкреслили, що жодна компанія не може самостійно комерціалізувати 2D-напівпровідники, оскільки всі ланки ланцюгів поставок мають розвиватись одночасно.

Залишаються й інші технологічні питання, зокрема, кількість дійсно гідних пристроїв зі стабільною роботою на етапі масового виробництва. Якщо компанія досягне успіху, це може відкрити Китаю шлях до створення передових мікросхем, що дозволить обійти одну з найбільш жорстко обмежених технологій у напівпровідниковій галузі.

Читайте также: Віагра, два тижні акліматизації і стратегія “прилетів — зіграв”: як Ацтека перетворила висоту на

Джерело: Interesting Engineering