Un instituto ruso está desarrollando su propio escáner de litografía que podría producir chips utilizando tecnologías de fabricación de clase 7nm. La máquina está en desarrollo, con el plan de construirla para 2028. Cuando esté lista, debería ser más eficiente que la herramienta Twinscan NXT:2000i de ASML, cuyo desarrollo tomó más de una década.
Después de que Rusia desató su sangrienta guerra contra Ucrania el 24 de febrero, Taiwán se apresuró a prohibir los envíos de chips avanzados a la nación. Luego, EE. UU., el Reino Unido y la UE siguieron con sanciones que prohíben efectivamente que prácticamente todos los fabricantes de chips contratados con fábricas avanzadas trabajen con entidades rusas. Además, empresas como Arm no pueden otorgar licencias de sus tecnologías a diseñadores de chips con sede en Rusia. Como resultado, el gobierno ruso implementó un programa nacional para desarrollar la tecnología de fabricación de clase 28nm propia del país para 2030, aplicar ingeniería inversa a tantos chips extranjeros como sea posible y educar al talento local para trabajar en chips nacionales.
Sin embargo, existe un problema con un nodo de producción de clase 28nm para 2030. La fábrica más avanzada de Rusia puede producir chips utilizando una tecnología de fabricación de 65nm. Mientras tanto, los fabricantes estadounidenses y europeos de herramientas fab no pueden suministrar sus equipos a Rusia debido a las sanciones, por lo que el país tiene que diseñar y construir equipos de producción de obleas nacionales si quiere adoptar un nodo de 28 nm. Esencialmente, lo que empresas como ASML y Applied Materials han tardado décadas en desarrollar e iterar tiene que hacerse en unos ocho años.
Aparentemente, el Instituto Ruso de Física Aplicada de la Academia Rusa de Ciencias tiene la intención de superar todas las expectativas y producir un escáner de litografía con capacidad de 7 nm para 2028, según sus planes publicados en el sitio web Nizhy Novgorod Strategy Development (a través de CNews).
Un escáner de litografía moderno capaz de procesar obleas utilizando una tecnología de proceso de clase de 7 nm es un aparato muy complejo que involucra una fuente de luz de alto rendimiento, óptica sofisticada y metrología precisa, solo por nombrar algunas partes críticas. Sin embargo, como universidad líder en física aplicada en Rusia, IAP cree que puede desarrollar una herramienta de este tipo en un período de tiempo relativamente corto.
La herramienta será algo diferente de los escáneres producidos por empresas como ASML o Nikon. Por ejemplo, IAP planea usar una fuente de luz de >600 W (potencia total, no potencia de enfoque intermedia) con una longitud de onda de exposición de 11,3 nm (la longitud de onda EUV es de 13,5 nm), lo que requerirá una óptica considerablemente más sofisticada que la que existe actualmente. Debido a que la fuente de luz del dispositivo será de potencia relativamente baja, hará que la herramienta sea más compacta y fácil de construir. Sin embargo, también significa que la producción del escáner será considerablemente menor que la de las herramientas modernas de ultravioleta profundo (DUV). Eso podría no ser un problema, según IAP.
Cuando se trata de tiempo, IAP puede ser un poco demasiado optimista. Para todo lo que está por debajo de 32nm, los fabricantes de chips usan la llamada litografía de inmersión (que es esencialmente un refuerzo para las herramientas DUV). ASML presentó su primer sistema de litografía de inmersión, el Twinscan XT:1250i, a fines de 2003 con un plan para entregar uno en el tercer trimestre de 2004 para producir chips lógicos de 65 nm y DRAM de paso medio de 70 nm. A la empresa le llevó cerca de cinco años y otra generación de herramientas anunciar su Twinscan NXT:1950i con capacidad de 32nm a fines de 2008, y las entregas a los clientes comenzaron en 2009.
Luego, el líder del mercado tardó unos nueve años en entregar su herramienta Twinscan NXT:2000i DUV con capacidad de 7 nm y 5 nm en 2018. TSMC usó herramientas menos avanzadas con patrones múltiples para su tecnología de fabricación N7 de primera generación, pero el momento de ASML Las introducciones demuestran lo difícil que es hacer la transición de 65nm a 7nm. ASML tardó 14 años en pasar de 65nm a 7nm. Ahora, IAP, que no tiene ninguna experiencia en la producción de chips ni vínculos con los fabricantes de chips, tiene la intención de construir una máquina con capacidad de 7 nm para la producción en volumen desde cero en unos seis años. Si bien el plan no parece factible, parece que IAP está lleno de entusiasmo.
«ASML, el líder mundial en litografía, ha estado desarrollando su sistema de litografía EUV durante casi 20 años y la tecnología ha resultado ser increíblemente compleja», dijo Nikolai Chkhalo, director adjunto del Instituto de Física de Microestructuras de la Academia Rusa de Ciencias. para el desarrollo científico y tecnológico. «El objetivo principal de ASML en este caso era mantener la productividad extremadamente alta que solo se necesita en las fábricas más grandes del mundo. En Rusia, nadie necesita una productividad tan alta. En nuestro trabajo, partimos de las necesidades y tareas que enfrentan los domésticos». microelectrónica, y esto no se trata tanto de cantidad, sino de calidad. En primer lugar, necesitamos transitar a nuestros propios procesos de fabricación, desarrollar nuestros propios estándares de diseño, nuestras propias herramientas, ingeniería, materiales, por lo que nuestro propio camino es inevitable aquí. De hecho, necesitamos encontrar el equilibrio entre la simplicidad y el rendimiento».
IAP planea construir un escáner alfa completamente funcional para 2024. Este no tendrá que ofrecer una alta productividad o una resolución máxima, pero tendrá que funcionar y ser atractivo para los inversores potenciales. IAP tiene la intención de construir una versión beta del escáner con mayor productividad y resolución para 2026. Esta máquina debería estar lista para la producción en masa, pero no se espera que su productividad sea máxima. Se dice que la iteración final del escáner litográfico surgirá en 2028. Debería obtener una fuente de luz de alto rendimiento (por lo tanto, una mejor productividad), una mejor metrología y capacidades generales. No se sabe cuántas de estas máquinas IAP y/o sus socios de producción podrán producir para 2028.
Cabe señalar que el equipo de fabricación no se limita a los escáneres de litografía. Hay otros tipos de máquinas que realizan operaciones de grabado, deposición, remoción de resistencia, metrología e inspección que no se fabrican en Rusia. Además, hay maquinaria algo menos avanzada, como generadores de agua y aire ultrapuro, que tampoco se producen en Rusia. Incluso si IAP RAS logra construir una herramienta de litografía, a Rusia todavía le faltarán unos cientos de herramientas para construir una fábrica moderna. Además, las fábricas necesitan materias primas ultrapuras producidas en países que no suministrarán a Rusia.