thumbnail - Nga sẽ tự chế tạo máy quang khắc 7nm mà không cần đến Mỹ và đồng minh, liệu có khả thi?
Hùng Lê
Hà Nội

Nga sẽ tự chế tạo máy quang khắc 7nm mà không cần đến Mỹ và đồng minh, liệu có khả thi?

Một viện nghiên cứu của Nga đang phát triển máy quang khắc của riêng mình, có khả năng sản xuất chip tiến trình 7nm. Cỗ máy này đang được phát triển và dự kiến thương mại từ năm 2028. Khi sẵn sàng, nó sẽ hiệu quả hơn công cụ Twinscan NXT:2000i của ASML, vốn được phát triển hơn 1 thập kỉ.

Đài Loan đã ngừng vận chuyển chip tiên tiến cho Nga vì xung đột Ukraine. Sau đó, Mỹ, Anh và Châu Âu đồng loạt đưa ra các biện pháp trừng phạt. Nghiêm cấm mọi hãng đúc chip theo hợp đồng có fab tiên tiến hợp tác với công ty Nga. Ngoài ra, các công ty như ARM không thể cấp phép công nghệ cho những nhà thiết kế chip có trụ sở tại Nga. Do đó, chính phủ Nga đã triển khai 1 chương trình quốc gia nhằm tự phát triển công nghệ bán dẫn 28nm vào năm 203. Đồng thời, cố gắng dịch ngược (reverse engineer) càng nhiều chip nước ngoài càng tốt, đào tạo nhân tài nội địa để tự phát triển chip.

Nga sẽ tự chế tạo máy quang khắc 7nm mà không cần đến Mỹ và đồng minh, liệu có khả thi? 

Tuy nhiên, có một vấn đề với kế hoạch thương mại tiến trình 28nm vào năm 2030. Fab tiên tiến nhất của Nga hiện có thể sản xuất chip bằng công nghệ 65nm. Trong khi đó, các nhà sản xuất thiết bị không thể cung cấp hàng hóa cho Nga do lệnh trừng phạt, thế nên, họ phải tự thiết kế và chế tạo thiết bị sản xuất bán dẫn trong nước, nếu muốn áp dụng tiến trình 28nm. Về cơ bản, các công ty như ASML và Applied Materials đã mất hàng thập kỷ để phát triển, việc cập nhật phải được thực hiện trong khoảng 8 năm.

Theo kế hoạch được công bố trên trang Nizhy Novgorod Strategy Development, Viện Vật lý Ứng dụng thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Nga (IAP RAS) có ý định sản xuất máy quang khắc 7nm vào năm 2028.

Một máy quang khắc 7nm là một hệ thống rất phức tạp, bao gồm nguồn ánh sáng hiệu suất cao, quang học tinh vi và phép đo chính xác,… Tuy nhiên, với tư cách là một trường đại học vật lý ứng dụng hàng đầu ở Nga, IAP tin có thể phát triển một công cụ như vậy trong khoảng thời gian tương đối ngắn.

Nga sẽ tự chế tạo máy quang khắc 7nm mà không cần đến Mỹ và đồng minh, liệu có khả thi? 

Công cụ này sẽ hơi khác so với các máy quang khắc do các công ty như ASML hoặc Nikon sản xuất. Ví dụ, IAP có kế hoạch sử dụng nguồn sáng trên 600W (tổng công suất, không phải công suất tập trung trung gian) với bước sóng phơi sáng 11,3nm (bước sóng EUV là 13,5nm). Nó sẽ yêu cầu cấu trúc quang học phức tạp đáng kể so với các hệ thống hiện nay. Vì nguồn sáng của thiết bị có công suất tương đối thấp nên giúp công cụ này nhỏ gọn hơn. Tuy nhiên, điều đó cũng có nghĩa sản lượng máy quét sẽ thấp hơn đáng kể so với các công cụ DUV. Tuy vậy, IAP tin rằng đó không phải là vấn đề.

Khi nói đến timing, IAP cũng tỏ ra khá lạc quan. Đối với mọi thứ dưới 32nm, các nhà sản xuất chip sử dụng cái gọi là quang khắc ngâm (về cơ bản là một công cụ hỗ trợ cho các công cụ DUV). ASML đã giới thiệu hệ thống in thạch bản ngâm đầu tiên - Twinscan XT: 1250i. Có kế hoạch cung cấp một hệ thống như vậy vào quý 3/2004 để sản xuất chip logic 65nm và DRAM half-pitch 70nm. Công ty đã công bố Twinscan NXT:1950i với công nghệ 32nm vào cuối năm 2008, bắt đầu giao đến khách hàng năm 2009.

Sau đó, ASML mất khoảng 9 năm để cung cấp công cụ Twinscan NXT:2000i có khả năng sản xuất 7nm và 5nm vào năm 2018. TSMC đã phải sử dụng các công cụ ít tiên tiến hơn nhiều mẫu chế tạo N7 thế hệ đầu tiên, khung thời gian mà ASML giới thiệu đã cho thấy việc chuyển đổi từ 65nm sang 7nm khó khăn như thế nào. ASML đã mất 14 năm để chuyển từ 65nm lên 7nm.

Hiện tại, IAP, vốn không có bất kỳ kinh nghiệm nào về sản xuất chip hoặc quan hệ với các nhà sản xuất chip, dự định chế tạo một cỗ máy 7nm trong 6 năm tới là rất khó hiểu. Bất chấp kế hoạch không khả thi về mặt lý thuyết, thế nhưng, IAP lại tỏ ra tràn đầy nhiệt huyết.

Nga sẽ tự chế tạo máy quang khắc 7nm mà không cần đến Mỹ và đồng minh, liệu có khả thi? 

IAP có kế hoạch xây dựng 1 máy quét alpha đầy đủ chức năng vào năm 2024. Máy quét này không cung cấp năng suất cao hoặc độ phân giải tối đa, nhưng sẽ phải hoạt động cũng như đủ hấp dẫn đối với các nhà đầu tư tiềm năng. IAP dự định xây dựng phiên bản beta của máy quét với năng suất và độ phân giải cao hơn vào năm 2026. Cỗ máy này sẽ sẵn sàng sản xuất hàng loạt, nhưng năng suất dự kiến không đạt tối đa. Phiên bản cập nhật cuối của máy quang khắc được cho là xuất hiện vào năm 2028. Nó sẽ có nguồn sáng hiệu suất cao (do đó năng suất tốt hơn), khả năng đo lường và tổng thể tốt hơn. Không có thông tin nào về việc họ có thể sản xuất bao nhiêu máy như vậy vào năm 2028.

Cần lưu ý, trang thiết bị fab bán dẫn không chỉ có mỗi máy quang khắc. Còn nhiều loại máy khác thực hiện công việc khắc, đo lượng và kiểm tra. Chúng đều không được sản xuất tại Nga. Hơn nữa, có một số máy móc kém tiên tiến hơn như máy tạo nước và không khí siêu tinh khiết cũng không sản xuất ở Nga. Ngay cả khi IAP RAS cố gắng xây dựng một công cụ quang khắc, Nga vẫn sẽ thiếu vài trăm loại công cụ để xây dựng một hệ thống bán dẫn hoàn chỉnh.

Ngoài ra, các fab chế tạo chip cần nguyên liệu thô siêu tinh khiết lại được sản xuất tại những quốc gia không cung cấp cho Nga.


>>> Đổ tiền tấn để xây nhà máy chip nội địa, liệu Mỹ có lấy lại ngôi bá chủ từ tay Đài Loan?


Nguồn: Tom’s Hardware

Chủ đề liên quan

Chủ đề khác