บริษัทจีน SMIC ได้ประกาศอย่างเป็นทางการว่าได้เริ่มผลิตชิปปริมาณมาก (volume production) บนโหนดใหม่ระดับ 5 nm ที่ชื่อว่า SMIC N+3 แล้ว โดยถือเป็นโหนดเซมิคอนดักเตอร์ที่ล้ำสมัยที่สุดของจีนที่ผลิตขึ้น โดยไม่ใช้เครื่องจักร EUV (Extreme Ultraviolet Lithography) แต่ใช้เพียง DUV (Deep Ultraviolet) ในการผลิตเท่านั้น

จากการวิเคราะห์ล่าสุดของ TechInsights ในชิป Huawei Kirin 9030 SoC ยืนยันว่าชิปดังกล่าวถูกผลิตด้วยโหนด N+3 ใหม่ ซึ่งนับเป็นอีกก้าวสำคัญสู่ความพึ่งพาตนเองด้านเซมิคอนดักเตอร์ของจีน โหนดนี้ล้ำหน้าไปอีกหนึ่งเจเนอเรชันเมื่อเทียบกับโหนด SMIC N+2 ขนาด 7 nm ที่ Huawei ใช้ผลิตชิปในตระกูล Ascend และอุปกรณ์โครงสร้างพื้นฐานอื่น ๆ

แม้ก้าวหน้า แต่ยังมีข้อจำกัดใหญ่

การใช้ DUV ในการผลิตโหนดขนาดเล็กมากเช่นนี้ทำให้ SMIC ต้องเผชิญข้อท้าทายอย่างหนัก เนื่องจาก:

• เครื่อง EUV มีความยาวคลื่น 13.5 nm

• เครื่อง DUV immersion ที่ดีที่สุดมีความยาวคลื่น 193 nm

TechInsights รายงานว่า แม้ SMIC จะใช้เทคนิค multi-patterning ขั้นสูงได้อย่างน่าประทับใจ แต่โหนด N+3 ก็ยังเจอปัญหา yield ต่ำ โดยเฉพาะในส่วน metal pitch ที่ลดขนาดลงอย่างรุนแรง ส่งผลให้ชิป Kirin 9030 น่าจะผลิตด้วยต้นทุนขาดทุน เพราะไดจำนวนมากต้องทิ้ง หรือใช้ทำชิปรุ่นลดสเปก

การผลิตด้วย DUV: ความเป็นไปได้และข้อจำกัด

• DUV immersion ที่ดีสุดสามารถพิมพ์ฟีเจอร์ได้ประมาณ ต่ำกว่า 38 nm

• SMIC น่าจะปรับแต่งเครื่องให้ได้ใกล้ 35 nm ต่อการพิมพ์หนึ่งรอบ

• ใช้เทคนิคพิมพ์หลายรอบ เช่น SAQP (Self-Aligned Quadruple Patterning)

• เทคโนโลยีเหล่านี้ถูกใช้ในอุตสาหกรรมมานานแล้ว และ SMIC น่าจะนำมาปรับแต่งเพิ่มเติม

อย่างไรก็ตาม ปัญหา yield ก็ยังคงอยู่ และข้อมูลเกี่ยวกับความสำเร็จเชิงคุณภาพของโหนดนี้ยังมีจำกัด

ความพยายามพัฒนาอุปกรณ์ภายในประเทศ

เมื่อเดือนกันยายน SMIC ได้ทดสอบเครื่อง DUV immersion ที่พัฒนาโดยบริษัทจีน Shanghai Yuliangsheng Technology ซึ่งออกแบบมาสำหรับกระบวนการ ระดับ 28 nm คล้ายเครื่องรุ่นเก่าของ ASML ในปี 2008 การที่จีนจะก้าวกระโดดมาถึงระดับ 5 nm ได้ในเวลาอันสั้นนั้น “แทบเป็นไปไม่ได้”

ดังนั้น เหตุผลที่เป็นไปได้มากที่สุดคือ:

โหนด SMIC N+3 ยังคงใช้ เครื่องจักร ASML จากเนเธอร์แลนด์ ไม่ใช่เครื่องจีนภายในประเทศ

ที่มา: TechPowerUp