Nguyễn Văn Sơn
Writer
Nga đã tự chế tạo ra “viên ngọc quý” của ngành công nghiệp chip - máy quang khắc đầu tiên. Ngày 26/5, theo tin tức địa phương, tại hội nghị “Công nghiệp kỹ thuật số Nga” tổ chức mới đây, Vasily Shpak, Thứ trưởng Bộ Công Thương Liên bang Nga, cho biết máy quang khắc do Nga tự phát triển đã được sản xuất và đang trong quá trình thử nghiệm. Thiết bị này có thể đảm bảo sản xuất chip xử lý 350nm và có thể được sử dụng trong các ngành công nghiệp như ô tô, năng lượng và viễn thông.
Ông Vasily Shpak cho biết: “Chúng tôi đã lắp ráp và sản xuất chiếc máy in thạch bản nội địa đầu tiên và nó hiện đang được thử nghiệm như một phần của dây chuyền sản xuất kỹ thuật ở Zelenograd”. Được biết, giá thành của chiếc máy in thạch bản chip này vào khoảng 5 triệu rúp (49.500 USD).
Tin tức quan trọng này có ý nghĩa rất lớn đối với ngành bán dẫn toàn cầu và thậm chí cả thế giới. Nếu tuyên bố của ông Shpak là đúng thì có nghĩa Nga sẽ trở thành quốc gia thứ 5 làm chủ hoàn toàn công nghệ quang khắc sau Mỹ, Hà Lan, Nhật Bản và các nước khác, đồng thời cũng sẽ là quốc gia duy nhất phát triển máy quang khắc chip mới dưới thời Mỹ trừng phạt Nga.
Trên thực tế, ngay từ năm 2001, thế giới đã lần đầu tiên sản xuất chip có kích thước 130 nanomet và chip có cấu trúc liên kết 350-65nm đã được sử dụng trong bộ vi điều khiển, điện tử công suất, mạch viễn thông, điện tử ô tô và các lĩnh vực khác.
Hiện nay trong ngành sản xuất chất bán dẫn, máy in thạch bản DUV (tia cực tím sâu) có thể được sử dụng để sản xuất chip có quy trình 7nm trở lên, bao phủ hầu hết các chip kỹ thuật số và hầu hết tất cả các chip analog. Khi quy trình này phát triển lên 5nm và 3nm, EUV (thiết bị ánh sáng cực tím) đã trở thành cốt lõi của công nghệ in thạch bản trong tương lai và các quy trình tiên tiến. ASML là nhà cung cấp thiết bị quang khắc duy nhất được sử dụng trong quy trình sản xuất chip tiên tiến từ 7nm trở xuống. Dữ liệu của Gartner cho thấy vào năm 2020, thị phần máy in thạch bản toàn cầu của ASML đạt 95%.
So với thiết bị ASML, Nga sản xuất máy in thạch bản 350nm, còn được gọi là in thạch bản tia cực tím. Hãng tin TASS giải thích: Kỹ thuật in thạch bản là một trong những kỹ thuật phổ biến nhất để sản xuất cấu trúc nano. Ban đầu, in thạch bản là một phương pháp in bằng cách chuyển mực từ một tấm phẳng sang một bề mặt nhẵn dưới áp lực. Trong điện tử vi mô và nano, quang khắc tạo ra mô hình nổi trong một lớp nhạy cảm đặc biệt (điện trở) trên bề mặt chất nền silicon lặp lại hình dạng của vi mạch.
Hiện nay, do xung đột giữa Nga và Ukraine nên ASML, Nikon và các nhà sản xuất khác đã ngừng cung cấp thiết bị in thạch bản cho Nga.
Theo 146.000 hồ sơ hải quan từ năm 2017 đến tháng 7 năm 2021 do tổ chức chuyên nghiệp ImportGenius cung cấp, trong nửa đầu năm 2021, Nga chỉ nhập khẩu 40 triệu USD chip, dự kiến sẽ vào khoảng 100 triệu USD mỗi năm so với quy mô thị trường toàn cầu hàng năm là 500 tỷ USD, Nga hầu như không có nhiều sự hiện diện.
Năm 2023, Chính phủ Nga đã phê duyệt hai văn kiện quan trọng cho ngành vi điện tử trong nước: “Khái niệm phát triển công nghệ đến năm 2030” và Nghị định của Tổng thống Liên bang Nga “Những nguyên tắc cơ bản của chính sách quốc gia về phát triển vi điện tử ở Nga” nhằm thúc đẩy sự phát triển của ngành công nghiệp chip Nga kế hoạch đến năm 2030, cốt lõi là Nga phải phát triển các giải pháp của riêng mình như linh kiện điện tử, nội địa hóa công nghệ và độc lập với các giải pháp độc quyền của phương Tây.
Theo kế hoạch, đến năm 2030, thị phần bán dẫn của Nga trên thế giới sẽ đạt gần 3%, trong khi tỷ trọng linh kiện điện tử sản xuất trong nước sẽ tăng từ 11% hiện nay lên 70% vào năm 2030.
Đồng thời, Tổng thống Nga Vladimir Putin tuyên bố rằng hơn 240 tỷ rúp (hơn 68 ngàn tỷ, chưa đến 3 tỷ USD) sẽ được phân bổ để tài trợ cho kế hoạch toàn diện phát triển kỹ thuật điện tử, bao gồm cả việc xây dựng các nhà máy mới vào năm 2030.
Hiện tại, có hai nhà máy sản xuất tấm bán dẫn lớn ở Nga, đó là Mikron và Angstrem. Nhà máy trước đây cung cấp khả năng sản xuất chip 65-250nm, còn nhà máy sau (đã phá sản và tái tổ chức vào năm 2019) cung cấp sản xuất chip 90-250nm và có nhà máy sản xuất tấm bán dẫn 8 inch. Cả hai công ty đều chủ yếu cung cấp các sản phẩm chip cho lĩnh vực quân sự, hàng không vũ trụ và công nghiệp. Vì vậy, dự kiến thiết bị in thạch bản mới trong nước sẽ được cung cấp cho hai công ty.
Shpak lần này tiết lộ rằng Nga dự kiến sẽ sản xuất nguyên mẫu in thạch bản 130nm trong nước đầu tiên vào năm 2026. Thiết kế đã hoàn thiện và đang tiến hành thử nghiệm. Bước tiếp theo, Nga sẽ phát triển máy in thạch bản 90nm. Việc sản xuất sẽ diễn ra tại các nhà máy hiện có ở Moscow, Zelenograd, St. Petersburg và Novosibirsk.
Ông cho biết: “Chúng tôi sẽ tiến dần tới 90 nanomet trở xuống, vì vậy chúng tôi không dừng lại ở đó, chúng tôi đã thực hiện một sáng kiến kỹ thuật điện tử toàn diện”. Đồng thời, theo Viện Vật lý Ứng dụng Novgorod (IPF RAS) thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Nga, Nga cũng sẽ sản xuất thiết bị in thạch bản chip 7nm trong nước đầu tiên, có thể đưa vào sản xuất hoàn toàn vào năm 2028.
Theo báo cáo, họ có kế hoạch sản xuất nguyên mẫu công nghiệp của máy in thạch bản trong vòng sáu năm, bắt đầu bằng việc phát triển máy alpha vào năm 2024. Trọng tâm của giai đoạn này không phải là tốc độ thực hiện hoặc giải quyết mà là tính toàn diện của tất cả các hệ thống. Sau đó đến năm 2026, alpha sẽ được thay thế bằng beta. Tất cả các hệ thống sẽ được cải thiện và tối ưu hóa, độ phân giải sẽ được cải thiện, năng suất sẽ tăng lên và nhiều hoạt động sẽ được tự động hóa một cách máy móc. Điều quan trọng ở giai đoạn này là phải tích hợp nó vào quy trình kỹ thuật thực tế và gỡ lỗi bằng thiết bị “kéo lên” phù hợp với các công đoạn sản xuất khác.
Cuối cùng, dựa trên thiết bị hiện có, nó sẽ mang lại nguồn sáng mạnh hơn, hệ thống định vị và cấp liệu được cải tiến cho máy in thạch bản, đồng thời cho phép hệ thống in thạch bản này hoạt động nhanh chóng và chính xác.
Hơn nữa, Alexander Sergeyev, một học giả của Viện Hàn lâm Khoa học Nga, cũng tiết lộ rằng Trung tâm Vật lý và Toán học Quốc gia Nga (NCFM) cũng sẽ chế tạo một máy in thạch bản tia X để sản xuất chip hiện đại. nhiều năm nó có thể sản xuất chip có công suất lớn hơn AMSL gấp nhiều lần hệ thống in thạch bản. Sergeyev cho biết, liên minh các tổ chức mà NCFM trực thuộc đã đề xuất dự án tạo ra máy in thạch bản tia X. Hiện tại, chỉ có ASML ở Hà Lan và Phòng thí nghiệm quốc gia Hoa Kỳ có công nghệ phù hợp và có thể cung cấp hỗ trợ kỹ thuật cho máy in thạch bản. Có thông tin cho rằng NCFM được Putin thành lập vào năm 2021 và hợp nhất hơn 50 tổ chức nghiên cứu, trường đại học và công ty công nghệ cao trong nước như một phần trong kế hoạch khoa học và công nghệ.
Sergeyev nhấn mạnh rằng ASML đã cam kết cung cấp máy in thạch bản EUV trong 20 năm qua, với mục tiêu cho phép các nhà sản xuất chất bán dẫn hàng đầu thế giới duy trì hiệu quả sản xuất cực cao. Nhưng Nga không cần, miễn là tiến lên theo nhu cầu trong nước của Nga.
Ngoài máy in thạch bản, Nga cũng sẽ phát triển các công nghệ tiên tiến như AI và máy tính lượng tử. Stanislav Straupe, nhà nghiên cứu cấp cao tại Trung tâm Công nghệ Lượng tử thuộc Trường Vật lý thuộc Đại học quốc gia Moscow, mới đây cho biết Nga có thể tạo ra một máy tính lượng tử với sự tham gia của nhà nước.
"Chúng tôi đã học cách tạo ra qubit và các thành phần khác của máy tính lượng tử bằng chính đôi tay của mình, nhưng cơ sở công nghệ cần thiết để sản xuất chúng, bao gồm quang khắc điện tử và các thiết bị chế tạo nano khác, không được sản xuất ở Nga. Chúng tôi cần tạo ra cơ sở, để có thể làm được điều đó", Sergeyev nói.
Tuy nhiên, giới truyền thông Mỹ nhìn chung cho rằng ý tưởng của Nga có vẻ quá ngây thơ, việc tự mình phát triển công nghệ in thạch bản trong vòng sáu năm có thể so sánh với mười năm tích lũy của ASML là điều hơi khó tin, và nhà máy sản xuất tấm bán dẫn không chỉ dựa vào đó. Trên một máy quang khắc có thể sản xuất chip và cần nhiều thiết bị ngoại vi, nhưng Nga không đáp ứng đủ điều kiện để sản xuất độc lập các thiết bị này.
Ivan Pokrovsky, người đứng đầu Hiệp hội các nhà phát triển và sản xuất điện tử Nga (ARPE), tin rằng công nghệ chip là thứ khó khăn nhất trên thế giới. Nga có thể phát triển và sản xuất chip. Đây là lĩnh vực trọng điểm mà nước này phải lựa chọn. “Một logic đơn giản, nếu không có chủ quyền về chất bán dẫn thì không có chủ quyền về công nghệ”. Sphak cho rằng đến năm 2023, Nga sẽ có sản phẩm chip 3nm và trình độ sản xuất cũng sẽ tăng lên 14nm.
Bạn có nghĩ Nga thực sự có thể tự tạo ra chip nội địa? #Cuộcchiếnbándẫn
>> Máy quang khắc đầu tiên của Nga xuất hiện, có khả năng sản xuất chip 350nm
Tin tức quan trọng này có ý nghĩa rất lớn đối với ngành bán dẫn toàn cầu và thậm chí cả thế giới. Nếu tuyên bố của ông Shpak là đúng thì có nghĩa Nga sẽ trở thành quốc gia thứ 5 làm chủ hoàn toàn công nghệ quang khắc sau Mỹ, Hà Lan, Nhật Bản và các nước khác, đồng thời cũng sẽ là quốc gia duy nhất phát triển máy quang khắc chip mới dưới thời Mỹ trừng phạt Nga.
Trên thực tế, ngay từ năm 2001, thế giới đã lần đầu tiên sản xuất chip có kích thước 130 nanomet và chip có cấu trúc liên kết 350-65nm đã được sử dụng trong bộ vi điều khiển, điện tử công suất, mạch viễn thông, điện tử ô tô và các lĩnh vực khác.
Hiện nay trong ngành sản xuất chất bán dẫn, máy in thạch bản DUV (tia cực tím sâu) có thể được sử dụng để sản xuất chip có quy trình 7nm trở lên, bao phủ hầu hết các chip kỹ thuật số và hầu hết tất cả các chip analog. Khi quy trình này phát triển lên 5nm và 3nm, EUV (thiết bị ánh sáng cực tím) đã trở thành cốt lõi của công nghệ in thạch bản trong tương lai và các quy trình tiên tiến. ASML là nhà cung cấp thiết bị quang khắc duy nhất được sử dụng trong quy trình sản xuất chip tiên tiến từ 7nm trở xuống. Dữ liệu của Gartner cho thấy vào năm 2020, thị phần máy in thạch bản toàn cầu của ASML đạt 95%.
So với thiết bị ASML, Nga sản xuất máy in thạch bản 350nm, còn được gọi là in thạch bản tia cực tím. Hãng tin TASS giải thích: Kỹ thuật in thạch bản là một trong những kỹ thuật phổ biến nhất để sản xuất cấu trúc nano. Ban đầu, in thạch bản là một phương pháp in bằng cách chuyển mực từ một tấm phẳng sang một bề mặt nhẵn dưới áp lực. Trong điện tử vi mô và nano, quang khắc tạo ra mô hình nổi trong một lớp nhạy cảm đặc biệt (điện trở) trên bề mặt chất nền silicon lặp lại hình dạng của vi mạch.
Hiện nay, do xung đột giữa Nga và Ukraine nên ASML, Nikon và các nhà sản xuất khác đã ngừng cung cấp thiết bị in thạch bản cho Nga.
Theo 146.000 hồ sơ hải quan từ năm 2017 đến tháng 7 năm 2021 do tổ chức chuyên nghiệp ImportGenius cung cấp, trong nửa đầu năm 2021, Nga chỉ nhập khẩu 40 triệu USD chip, dự kiến sẽ vào khoảng 100 triệu USD mỗi năm so với quy mô thị trường toàn cầu hàng năm là 500 tỷ USD, Nga hầu như không có nhiều sự hiện diện.
Năm 2023, Chính phủ Nga đã phê duyệt hai văn kiện quan trọng cho ngành vi điện tử trong nước: “Khái niệm phát triển công nghệ đến năm 2030” và Nghị định của Tổng thống Liên bang Nga “Những nguyên tắc cơ bản của chính sách quốc gia về phát triển vi điện tử ở Nga” nhằm thúc đẩy sự phát triển của ngành công nghiệp chip Nga kế hoạch đến năm 2030, cốt lõi là Nga phải phát triển các giải pháp của riêng mình như linh kiện điện tử, nội địa hóa công nghệ và độc lập với các giải pháp độc quyền của phương Tây.
Theo kế hoạch, đến năm 2030, thị phần bán dẫn của Nga trên thế giới sẽ đạt gần 3%, trong khi tỷ trọng linh kiện điện tử sản xuất trong nước sẽ tăng từ 11% hiện nay lên 70% vào năm 2030.
Đồng thời, Tổng thống Nga Vladimir Putin tuyên bố rằng hơn 240 tỷ rúp (hơn 68 ngàn tỷ, chưa đến 3 tỷ USD) sẽ được phân bổ để tài trợ cho kế hoạch toàn diện phát triển kỹ thuật điện tử, bao gồm cả việc xây dựng các nhà máy mới vào năm 2030.
Hiện tại, có hai nhà máy sản xuất tấm bán dẫn lớn ở Nga, đó là Mikron và Angstrem. Nhà máy trước đây cung cấp khả năng sản xuất chip 65-250nm, còn nhà máy sau (đã phá sản và tái tổ chức vào năm 2019) cung cấp sản xuất chip 90-250nm và có nhà máy sản xuất tấm bán dẫn 8 inch. Cả hai công ty đều chủ yếu cung cấp các sản phẩm chip cho lĩnh vực quân sự, hàng không vũ trụ và công nghiệp. Vì vậy, dự kiến thiết bị in thạch bản mới trong nước sẽ được cung cấp cho hai công ty.
Shpak lần này tiết lộ rằng Nga dự kiến sẽ sản xuất nguyên mẫu in thạch bản 130nm trong nước đầu tiên vào năm 2026. Thiết kế đã hoàn thiện và đang tiến hành thử nghiệm. Bước tiếp theo, Nga sẽ phát triển máy in thạch bản 90nm. Việc sản xuất sẽ diễn ra tại các nhà máy hiện có ở Moscow, Zelenograd, St. Petersburg và Novosibirsk.
Ông cho biết: “Chúng tôi sẽ tiến dần tới 90 nanomet trở xuống, vì vậy chúng tôi không dừng lại ở đó, chúng tôi đã thực hiện một sáng kiến kỹ thuật điện tử toàn diện”. Đồng thời, theo Viện Vật lý Ứng dụng Novgorod (IPF RAS) thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Nga, Nga cũng sẽ sản xuất thiết bị in thạch bản chip 7nm trong nước đầu tiên, có thể đưa vào sản xuất hoàn toàn vào năm 2028.
Theo báo cáo, họ có kế hoạch sản xuất nguyên mẫu công nghiệp của máy in thạch bản trong vòng sáu năm, bắt đầu bằng việc phát triển máy alpha vào năm 2024. Trọng tâm của giai đoạn này không phải là tốc độ thực hiện hoặc giải quyết mà là tính toàn diện của tất cả các hệ thống. Sau đó đến năm 2026, alpha sẽ được thay thế bằng beta. Tất cả các hệ thống sẽ được cải thiện và tối ưu hóa, độ phân giải sẽ được cải thiện, năng suất sẽ tăng lên và nhiều hoạt động sẽ được tự động hóa một cách máy móc. Điều quan trọng ở giai đoạn này là phải tích hợp nó vào quy trình kỹ thuật thực tế và gỡ lỗi bằng thiết bị “kéo lên” phù hợp với các công đoạn sản xuất khác.
Cuối cùng, dựa trên thiết bị hiện có, nó sẽ mang lại nguồn sáng mạnh hơn, hệ thống định vị và cấp liệu được cải tiến cho máy in thạch bản, đồng thời cho phép hệ thống in thạch bản này hoạt động nhanh chóng và chính xác.
Hơn nữa, Alexander Sergeyev, một học giả của Viện Hàn lâm Khoa học Nga, cũng tiết lộ rằng Trung tâm Vật lý và Toán học Quốc gia Nga (NCFM) cũng sẽ chế tạo một máy in thạch bản tia X để sản xuất chip hiện đại. nhiều năm nó có thể sản xuất chip có công suất lớn hơn AMSL gấp nhiều lần hệ thống in thạch bản. Sergeyev cho biết, liên minh các tổ chức mà NCFM trực thuộc đã đề xuất dự án tạo ra máy in thạch bản tia X. Hiện tại, chỉ có ASML ở Hà Lan và Phòng thí nghiệm quốc gia Hoa Kỳ có công nghệ phù hợp và có thể cung cấp hỗ trợ kỹ thuật cho máy in thạch bản. Có thông tin cho rằng NCFM được Putin thành lập vào năm 2021 và hợp nhất hơn 50 tổ chức nghiên cứu, trường đại học và công ty công nghệ cao trong nước như một phần trong kế hoạch khoa học và công nghệ.
Sergeyev nhấn mạnh rằng ASML đã cam kết cung cấp máy in thạch bản EUV trong 20 năm qua, với mục tiêu cho phép các nhà sản xuất chất bán dẫn hàng đầu thế giới duy trì hiệu quả sản xuất cực cao. Nhưng Nga không cần, miễn là tiến lên theo nhu cầu trong nước của Nga.
Ngoài máy in thạch bản, Nga cũng sẽ phát triển các công nghệ tiên tiến như AI và máy tính lượng tử. Stanislav Straupe, nhà nghiên cứu cấp cao tại Trung tâm Công nghệ Lượng tử thuộc Trường Vật lý thuộc Đại học quốc gia Moscow, mới đây cho biết Nga có thể tạo ra một máy tính lượng tử với sự tham gia của nhà nước.
"Chúng tôi đã học cách tạo ra qubit và các thành phần khác của máy tính lượng tử bằng chính đôi tay của mình, nhưng cơ sở công nghệ cần thiết để sản xuất chúng, bao gồm quang khắc điện tử và các thiết bị chế tạo nano khác, không được sản xuất ở Nga. Chúng tôi cần tạo ra cơ sở, để có thể làm được điều đó", Sergeyev nói.
Tuy nhiên, giới truyền thông Mỹ nhìn chung cho rằng ý tưởng của Nga có vẻ quá ngây thơ, việc tự mình phát triển công nghệ in thạch bản trong vòng sáu năm có thể so sánh với mười năm tích lũy của ASML là điều hơi khó tin, và nhà máy sản xuất tấm bán dẫn không chỉ dựa vào đó. Trên một máy quang khắc có thể sản xuất chip và cần nhiều thiết bị ngoại vi, nhưng Nga không đáp ứng đủ điều kiện để sản xuất độc lập các thiết bị này.
Ivan Pokrovsky, người đứng đầu Hiệp hội các nhà phát triển và sản xuất điện tử Nga (ARPE), tin rằng công nghệ chip là thứ khó khăn nhất trên thế giới. Nga có thể phát triển và sản xuất chip. Đây là lĩnh vực trọng điểm mà nước này phải lựa chọn. “Một logic đơn giản, nếu không có chủ quyền về chất bán dẫn thì không có chủ quyền về công nghệ”. Sphak cho rằng đến năm 2023, Nga sẽ có sản phẩm chip 3nm và trình độ sản xuất cũng sẽ tăng lên 14nm.
Bạn có nghĩ Nga thực sự có thể tự tạo ra chip nội địa? #Cuộcchiếnbándẫn
>> Máy quang khắc đầu tiên của Nga xuất hiện, có khả năng sản xuất chip 350nm
