En helt central del i USA:s försöka att få Kinas halvledarindustri på knä är att begränsa landets förmåga att införskaffa litografiska verktyg för tillverkning av kretsar. Att landet lyckats råder det inga tvivel om, i alla fall på kort sikt, men som motreaktion investerar Kina föga förvånande fantasibelopp för att stärka sin inhemska förmåga på området.
Nu rapporteras att Shanghai Micro Electronics Equipment (SMEE), som är Kinas ledande tillverkare av litografi-scanners, till slutet av året levererar sin första scanner SSA/800-10W som förmår tillverka chip i 28-nanometersklassen. Att ha verktyg för tillverkning på teknik med över ett decennium på nacken kanske inte låter imponerande, men det är ett enormt kliv fram för SMEE vars mest avancerade verktyg i 600-serien hittills varit specificerade för 90 nanometer.
De handelsrestriktioner USA infört mot Kina innefattar bland annat utrustning för tillverkning av logiska chip om 16 nanometer eller lägre, vilket för den som minns historien i allt väsentligt är 20 nanometer – det teknologiska kliv som kom efter 28 nanometer från TSMC och Samsung. Vad som hände när TSMC gick över till 16 nanometer och Samsung till 14 nanometer var att de båda tog sina respektive 20-nanometerstekniker och introducerade FinFET-transistorer, utan att göra några avancemang sett till transistordensitet. Högre energieffektivitet och prestanda utan fler transistorer på en given yta.
Idag tillåts USA-allierade som nederländska ASML exportera litografisk utrustning till Kina som möjliggör tillverkning på just 28 nanometer, men detta kan det bli ändring på. Att Huawei från ingenstans lanserade Mate 60 Pro med en systemkretsen (SoC) Kirin 9000S tillverkad på 7 nanometer tog många på sängen. Detta då tillverkningen skett med de tillåtna verktygen som fanns att tillstå, men i regi av Semiconductor Manufacturing International Corporation (SMIC).
Genom användning av multi pattering kan en kiselskiva exponeras i flera steg, för att på så sätt nå mer avancerade geometrier även med äldre verktyg. Processen tar dock extra tid, är kostsam och ger sämre yield. Här ska nämnes att multi pattering är vanligt förekommande och TSMC med sin första generations 7 nanometer använde detta i fyra steg, Self-Aligned Quadruple Patterning (SAQP), med konventionella DUV-verktyg (deep ultraviolet) avsedda för 28 nanometer. Som Semi14 i omgångar påtalat är det märkligt att västvärlden förvånades över av att SMIC några år senare lyckades med samma bedrift.
Till följd av SMIC:s framgång spekuleras det allt mer om att USA kommer dra åt tumskruvarna hårdare om Kina. Det talas då om att ASML tillsammans med japanska Canon och Nikon inte skulle få exportera litografiska verktyg för tillverkning om 28 nanometer till Kina. Detta skulle bli ett betydligt större dråpslag än att landet idag inte har tillgång till scanners med extreme ultraviolet-strålning (EUV) för tillverkning i den yttersta spjutspetsen bortom 7 nanometer.
Det talas alltjämt om tillverkning i spjutspetsen, men desto viktigare för en ekonomi är att kunna producera chip på beprövade och kostnadseffektiva legacy-noder. Kina är med hjälp av enbart dessa största halvledarproducent redan idag. Det är dessa chip som används överallt omkring oss – från brödrosten till LED-lampan och diskmaskinen – och för Kina är det därför av största vikt att ha inhemska verktyg för att kunna tillverka åtminstone dessa.
Det här är ytterligare ett bevis på det många varnade för när USA inledde sina sanktioner – att frånkoppla Kina från halvledarmarknaden kan fungera kortsiktigt, men inte i längden. En av de som stått på barrikaden är ASML:s VD, Peter Wennink, som tidigt sa att det vore bättre att exportera litografiverktyg till Kina än att tränga in landet i ett hörn och tvinga det att accelerera sin inhemska förmåga. Argumentet som framfördes var att ”då har vi i alla fall koll på vad Kina håller på med”.
