Anstelle von ASML: SMIC testet angeblich chinesisches Lithografie-System

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Yuliangsheng soll erste Lithografie-System-Prototypen herstellen können, die sich für Chips mit Strukturbreiten von 28 bis 7 Nanometern eignen: 28-nm-Chips sind demnach mit einfachen Belichtungsvorgängen möglich, bis zu 7 nm mit Mehrfachbelichtungen.

Der größte chinesische Chipauftragsfertiger SMIC testet laut der Financial Times derzeit einen Yuliangsheng-Prototyp. Die Systeme ermöglichen China keine feineren Chipstrukturen als bisher, könnten aber bislang eingesetzte Lithografie-Systeme des niederländischen Weltmarktführers ASML ersetzen.

Yuliangshengs Prototyp setzt laut Bericht auf sogenannte Immersionslithografie mit tief-ultravioletter Belichtungstechnik (Deep Ultraviolet, DUV, 193 nm Wellenlänge). Immersion bedeutet, dass sich zwischen dem letzten Linsenelement hinter dem Belichtungs-Laser und dem Silizium-Wafer eine Flüssigkeit statt eines Vakuums befindet. Die Flüssigkeit, etwa ultrapures Wasser, bricht das Licht und verbessert im Idealfall die Auflösungsqualität.

Details unbekannt

Unklar ist, wie gut die Yuliangshengs Lithografie-Systeme funktionieren, wie hoch die Ausrichtungsgenauigkeit ist und wie schnell sie Wafer abarbeiten. Insbesondere die Ausrichtungsgenauigkeit ist wichtig, um bei Mehrfachbelichtungen Fehler zu vermeiden. ASML kann Wafer innerhalb seiner Lithografie-Systeme auf wenige Atome genau ausrichten.

Offenbar kommt Yuliangsheng noch nicht mit rein chinesischen Komponenten aus. Ein Teil kommt laut Financial Times noch aus dem Ausland.

Bis zum fertig validierten Serieneinsatz können derweil noch Jahre vergehen. SMIC und andere chinesische Chipfertiger dürften daher bis auf Weiteres ASML-Systeme einsetzen. Ältere DUV-Typen darf die Firma weiterhin nach China verkaufen.

China weiter ohne EUV

Um weiter voranzukommen, benötigen chinesische Fertiger Lithografie-Systeme mit extrem-ultravioletter Belichtungstechnik (EUV, bei ASML mit 13,5 nm Wellenlänge) oder mit anderen neuen Lösungsansätzen. ASML darf seine EUV-Systeme aufgrund von Exportbeschränkungen nicht nach China verkaufen.

SMIC und wahrscheinlich Huawei können zwar 7-nm-Chips herstellen, erkaufen sich das aber durch eine vergleichsweise hohe Fehlerquote, bedingt durch die aufwendigen Mehrfachbelichtungen. 5-nm-Strukturen sollen mit den bisher verfügbaren Systemen möglich sein, dann aber mit noch geringerer Chipausbeute.

TSMC und Samsung setzen schon seit der 7-nm-Generation EUV-Technik ein. Der Intel-7-Prozess ohne EUV hatte lange erhebliche Probleme. Inzwischen setzt auch die Intel Foundry EUV-Lithografie-Systeme ein. Als Nächstes steht der Wechsel auf EUV-Belichtung mit hoher numerischer Apertur (High-NA EUV) an, die durch einen steileren Winkel eine höhere Auflösung erreicht.

(mma)