Κινεζική startup παράγει φωτονικά chips χωρίς DUV, με κόστος 90% χαμηλότερο

Η Prinano, startup με έδρα το Χανγκτσόου της επαρχίας Τζετζιάνγκ, ανακοίνωσε ότι επικύρωσε τη μαζική παραγωγή φωτονικών chips χωρίς τη χρήση του εξοπλισμού λιθογραφίας που αποτελεί βιομηχανικό πρότυπο. Σύμφωνα με ανάρτηση στο WeChat στις 5 Ιουνίου, η εταιρεία δήλωσε ότι κατασκεύασε wafer οπτικών chips 8 ιντσών σε συνεργασία με τη Shenzhen Litra Technology.

Παράκαμψη του DUV: στόχος ή αναγκαιότητα;

Η εταιρεία δήλωσε ότι πέτυχε τους στόχους της «αποφεύγοντας πλήρως» την ανάγκη για λιθογραφία βαθέος υπεριώδους (DUV), μια σημαντική εξέλιξη στην κινεζική προσπάθεια μείωσης της εξάρτησης από τα εργαλεία λιθογραφίας της ASML, τα οποία παραμένουν υπό εμπορικούς περιορισμούς. Η Ολλανδική ASML κατέχει εικονική μονοπώληση στα συστήματα DUV και EUV παγκοσμίως, και οι εξαγωγικοί περιορισμοί που επέβαλαν οι ΗΠΑ και η Ολλανδία αποτελούν έναν από τους κεντρικούς άξονες πίεσης στη κινεζική ημιαγωγική βιομηχανία.

Η τεχνολογία PL-AS: νανοαποτύπωση αντί φωτός

Αντί για συμβατική οπτική λιθογραφία, η Prinano χρησιμοποίησε το σύστημα νανοαποτύπωσης (NIL) με κενό αέρα PL-AS, το οποίο, σύμφωνα με την εταιρεία, μπορεί να μειώσει το κόστος παραγωγής στο περίπου ένα δέκατο εκείνου των παραδοσιακών διαδικασιών βασισμένων σε DUV, ενώ υποστηρίζει παραγωγή φωτονικών chips σε επίπεδο wafer.

Σύμφωνα με την Prinano, η πλατφόρμα PL-AS ενσωματώνει έλεγχο πίεσης σε επίπεδο wafer, εξειδικευμένα υλικά αποτύπωσης διπλού στρώματος και ιδιόκτητες τεχνολογίες διαδικασίας που είναι ικανές να παράγουν χαρακτηριστικά κάτω των 10 νανομέτρων. Η αρχή λειτουργίας της NIL διαφέρει ριζικά από τη λιθογραφία: το σύστημα πιέζει νανοκλιμακωτά μοτίβα σε ένα wafer χρησιμοποιώντας μήτρα (mold), και έπειτα χαράσσει τα χαρακτηριστικά σε κυκλωματικές δομές.

Εφαρμογές και περιορισμοί

Η εταιρεία ισχυρίζεται ότι η προσέγγιση αυτή μπορεί να μειώσει το κόστος κατασκευής chips περίπου στο ένα δέκατο των παραδοσιακών λύσεων DUV, υποστηρίζοντας παράλληλα παραγωγή φωτονικών chips σε επίπεδο wafer — chips που χρησιμοποιούνται ευρέως στις οπτικές επικοινωνίες, στην αίσθηση και στις εφαρμογές lidar.

Ωστόσο, η NIL έχει δομικούς περιορισμούς στην κλιμάκωση. Η βηματική αποτύπωση NIL είναι εγγενώς βραδύτερη από τη λιθογραφία EUV ή DUV, επειδή κάθε πεδίο του wafer πρέπει φυσικά να έρθει σε επαφή, να αποτυπωθεί, να σκληρύνει και να διαχωριστεί πριν προχωρήσει στο επόμενο. Ο μηχανικός αυτός κύκλος περιορίζει τους ρυθμούς επεξεργασίας στις δεκάδες wafer ανά ώρα για λεπτά χαρακτηριστικά, ενώ τα σύγχρονα συστήματα EUV μπορούν να επεξεργαστούν περίπου 200 wafer ανά ώρα. Ο βραδύτερος ρυθμός καθιστά την NIL λιγότερο κατάλληλη για παραγωγή λογικής υψηλών επιδόσεων ή μνήμης υψηλής πυκνότητας, ακόμα και αν η ανάλυσή της είναι ανταγωνιστική.

Ενώ η NIL προσφέρει πλεονεκτήματα κόστους και απλότητας, η EUV παραμένει η κυρίαρχη τεχνολογία για chips λογικής υψηλών επιδόσεων λόγω της υψηλότερης ανάλυσης και ενοποίησης που επιτυγχάνει. Η NIL αναμένεται να βρει τη θέση της σε εξειδικευμένες αγορές φωτονικής, βιοτεχνολογίας και άλλες εξειδικευμένες αγορές.

Ιστορικό: η Prinano δεν ξεκινά από το μηδέν

Η παρούσα ανακοίνωση δεν είναι η πρώτη τεχνολογική επίδειξη της Prinano. Η εταιρεία έχει ήδη παραδώσει το πρώτο της σύστημα νανοαποτύπωσης βηματικής επανάληψης (step-and-repeat NIL) βαθμίδας ημιαγωγού σε Κινέζο πελάτη που εστιάζει σε εξειδικευμένες τεχνολογίες διαδικασίας. Η Prinano αναφέρει ότι έχει ολοκληρώσει αρχική επικύρωση του PL-SR για εφαρμογές σε chips μνήμης, μικροοθόνες βασισμένες σε πυρίτιο, φωτονική πυριτίου και προηγμένη συσκευασία.

Η SCMP σημειώνει ότι η επίτευξη αυτή, εφόσον επαληθευτεί με την πάροδο του χρόνου, θα μπορούσε να αποδειχτεί σημαντική για την κινεζική εγχώρια βιομηχανία ηλεκτρονικών, εν μέσω της απαγόρευσης πώλησης προηγμένων μοντέλων εξοπλισμού της ASML στη χώρα. Τα ισχυριζόμενα στοιχεία κόστους προέρχονται αποκλειστικά από ανακοίνωση της ίδιας της Prinano και δεν έχουν επαληθευτεί από ανεξάρτητους αναλυτές ή τρίτους μετρολόγους.

Πηγές

• Tom's Hardware: Chinese startup claims photonic chip production without DUV lithography
• South China Morning Post: Chinese start-up says its nanoimprint tech can produce optical chips without DUV