Thiếu máy in thạch bản tiên tiến, ngành chip Trung Quốc khó tiến xa dù Huawei có đột phá
Việc hạn chế Trung Quốc tiếp cận vào các công cụ sản xuất chip tiên tiến là một lợi thế quan trọng để Mỹ gây tổn hại cho ngành bán dẫn quốc gia châu Á.
Người Trung Quốc rất hy vọng smartphone mới nhất của Huawei cho thấy nước này đang đạt được tiến bộ trong việc sản xuất chip riêng. Thế nhưng, các chuyên gia cảnh báo rằng những công ty Trung Quốc vẫn chậm nhiều năm trong việc sản xuất các hệ thống in thạch bản cần thiết để tiến xa hơn.
Ngay cả sau khi Trung Quốc dành nhiều năm theo đuổi mục tiêu tự lực về chất bán dẫn, các máy in thạch bản cần thiết để sản xuất chip tiên tiến ngày nay chỉ đến từ một công ty duy nhất: ASML có trụ sở tại Hà Lan. Những người trong ngành cho biết việc sản xuất loại máy móc phức tạp này hoàn toàn ở Trung Quốc khó có thể xảy ra trong tương lai gần.
Việc hạn chế tiếp cận các công cụ này đã trở thành rào cản chính để Trung Quốc thúc đẩy ngành công nghiệp chip của mình, ngay cả khi phân thích bên trong Huawei Mate 60 Pro kết luận rằng SMIC (hãng sản xuất chip số 1 Trung Quốc) đã tạo ra chip 7 nanomet của smartphone 5G này bằng sử dụng máy in thạch bản tia cực tím sâu (DUV). Các hạn chế xuất khẩu của Mỹ đã cấm ASML bán các máy máy in thạch bản cực tím (EUV) tiên tiến hơn cho Trung Quốc kể từ năm 2019. Các chip do Huawei thiết kế có thể vượt xa ranh giới những gì có thể sản xuất được với thiết bị hiện có của SMIC.
Nhân viên ASML lắp ráp máy in thạch bản Twinscan XT:1000 tại một nhà máy ở thành phố Veldhoven, Hà Lan - Ảnh: Bloomberg
Li Jinxiang, Phó tổng thư ký Hiệp hội Công nghiệp Thiết bị Sản xuất Điện tử Trung Quốc, phát biểu tại một diễn đàn vào tháng 8 rằng không có máy in thạch bản nào do Trung Quốc sản xuất có sẵn để tạo ra chip ở bước đầu tiên (quá trình tạo ra các thành phần điện tử cơ bản của chip) và việc phát triển thiết bị trong nước sẽ không thuận buồm xuôi gió.
“Chúng ta vẫn còn một chặng đường dài phía trước trong lĩnh vực in thạch bản. Không một dây chuyền sản xuất chip nào ở Trung Quốc trang bị hệ thống in thạch bản do Trung Quốc sản xuất, hầu hết chúng chỉ được sử dụng trong nghiên cứu học thuật”, Li Jinxiang nói.
Cả Huawei và SMIC đều giữ im lặng về bộ xử lý mới Kirin 9000s trong dòng smartphone Mate 60 kể từ khi hãng TechInsights công bố báo cáo cho biết chip này được sản xuất bởi SMIC bằng cách sử dụng các kỹ thuật cải tiến trên thiết bị hiện có.
Chip Kirin 9000s được cho do SMIC sản xuất tại Trung Quốc - Ảnh: Bloomberg
Tháng trước, Bộ trưởng Thương mại Mỹ - Gina Raimondo nói không có bằng chứng nào cho thấy Trung Quốc có thể sản xuất chip 7 nanomet ở quy mô lớn, nghĩa là bước đột phá này có thể không dẫn đến sản xuất hàng loạt có hiệu quả về mặt thương mại.
Trước Mate 60 Pro, dòng Mate 40 hỗ trợ 5G của Huawei đã được phát hành vào năm 2020.
Việc hạn chế Trung Quốc tiếp cận vào các công cụ sản xuất chip tiên tiến là một lợi thế quan trọng để Mỹ gây tổn hại cho ngành bán dẫn quốc gia châu Á. Điều này bao gồm cả việc hợp tác với Hà Lan và Nhật Bản để hạn chế hơn nữa hoạt động xuất khẩu sang Trung Quốc. Bắt đầu từ tháng 1.2024, Trung Quốc sẽ không được mua hệ thống in thạch bản DUV nhúng dòng 2000 của ASML, đe dọa kế hoạch mở rộng các nhà máy sản xuất chip của nước này.
Trung Quốc đã làm việc trong nhiều năm để phát triển hệ thống in thạch bản của riêng mình, đặt hy vọng vào Shanghai Micro Electronics Equipment Group (SMEE) thuộc sở hữu nhà nước. Thế nhưng, chiếc máy tốt nhất của SMEE cho đến nay, máy quét SSA600/20, chỉ có khả năng phân giải in thạch bản 90 nanomet thua xa các đối thủ toàn cầu như AMSL và Nikon (Nhật Bản).
Đó không phải lỗi của SMEE, vì công ty đang xử lý “vấn đề khó khăn nhất trong lĩnh vực thiết bị”, Zhu Yu, người sáng lập hãng Beijing U-precision Tech, nhận xét tại Hội nghị chuyên đề quốc tế về vi điện tử Bắc Kinh 2023 vào ngày 25.9, theo trang SCMP.
Vào tháng 8, tờ Securities Daily đưa tin SMEE có thể cung cấp máy in thạch bản có khả năng 28 nanomet đầu tiên vào cuối năm nay - một thành tựu sẽ là bước đột phá trong nỗ lực tự chủ công nghệ của Trung Quốc.
Theo Paul Triolo, Phó chủ tịch cấp cao tại Trung Quốc và lãnh đạo chính sách công nghệ tại Albright Stonebridge Group, việc khắc phục các hạn chế với EUV đồng nghĩa các công ty như SMEE cần có những đột phá trên nhiều công nghệ, bao gồm “nguồn sáng, quang học tiên tiến và tích hợp hệ thống”.
“Có những nỗ lực lớn đang được tiến hành ở Trung Quốc trong giai đoạn nghiên cứu và phát triển (R&D) để phát triển bộ công nghệ then chốt quan trọng với kỹ thuật in thạch bản EUV, nhưng ít nhất cần từ 4 đến 5 năm trước khi có thể sản xuất một hệ thống có khả năng thương mại dựa trên các nhà cung cấp Trung Quốc”, Paul Triolo nói.
Jan-Peter Kleinhans, Giám đốc công nghệ và địa chính trị tại Stiftung Neue Verantwortung (SNV) - tổ chức tư vấn có trụ sở tại Berlin (thủ đô Đức), cho biết chuỗi cung ứng vẫn là một trở ngại lớn.
“SMEE vẫn chưa đạt được trình độ cần thiết và điều này phần lớn là do các nhà cung cấp của họ. Để đạt được hệ thống DUV nhúng sản xuất trong nước, họ cần hàng trăm, hàng nghìn bước đột phá trên toàn bộ mạng lưới nhà cung cấp của SMEE một cách nhất quán và đồng thời”, Jan-Peter Kleinhans bình luận.
Du khách đi ngang qua gian hàng SMEE trong Semicon China, hội chợ thương mại ngành bán dẫn, tại Thượng Hải vào ngày 29.6 - Ảnh: Reuters
Hệ thống in thạch bản hoạt động bằng cách chiếu ánh sáng đặc biệt thông qua một bản thiết kế mẫu được gọi là “mặt nạ”, sau đó đi qua hệ thống quang học của máy được thiết kế để thu nhỏ và tập trung mẫu vào một đĩa bán dẫn (wafer) silicon cảm quang.
Sau khi mẫu được in, hệ thống sẽ di chuyển đĩa bán dẫn một chút và tạo một bản sao khác trên đó. Quá trình này được lặp lại cho đến khi đĩa bán dẫn được bao phủ bởi các hoa văn, hoàn thành một lớp chip của đĩa bán dẫn. Việc tạo ra toàn bộ vi mạch đòi hỏi phải lặp lại quá trình đó hết lớp này đến lớp khác, xếp chồng các mẫu theo chiều dọc để tạo thành một mạch tích hợp.
