Китай рассчитывает выйти на 5-нм производство без EUV: запущена первая линия 2D-полупроводников

По заявлениям компании, новая линия поддерживает полный технологический цикл — от получения двумерных материалов до изготовления и интеграции готовых микросхем. Производство уже способно выполнять ключевые этапы создания чипов, включая формирование функциональных структур и подготовку устройств к последующей корпусировке.

Альтернатива кремнию

В отличие от традиционных полупроводников, основу которых составляет кремний, новая технология использует двумерные материалы — сверхтонкие кристаллы толщиной всего в один или несколько атомных слоев. К ним относятся графен, дисульфид молибдена (MoS₂), диселенид вольфрама (WSe₂) и другие соединения.

Такие материалы обладают рядом преимуществ:

• высокой подвижностью носителей заряда;
• малым энергопотреблением;
• возможностью создавать транзисторы атомарной толщины;
• снижением утечек тока при дальнейшем уменьшении размеров элементов.

Именно поэтому 2D-полупроводники рассматриваются как один из наиболее перспективных кандидатов на замену традиционного кремния в технологиях следующего поколения.

Ответ на санкции

Запуск новой линии стал очередным шагом Китая по развитию собственной полупроводниковой отрасли на фоне экспортных ограничений США.

После запрета на поставки наиболее современных литографических систем EUV (Extreme Ultraviolet) китайские компании были вынуждены искать альтернативные пути производства высокопроизводительных микросхем. Одним из таких направлений стало использование новых материалов, которые потенциально позволяют выпускать чипы с минимальными размерами элементов без применения самой современной литографии.

По оценкам ряда китайских исследователей, развитие 2D-полупроводников может в перспективе открыть путь к выпуску 5-нм микросхем к 2029 году, хотя эта цель пока остается технологическим ориентиром, а не подтвержденным производственным планом.

От лаборатории к производству

По словам представителей Yuanjiwei, запуск пилотной линии означает переход технологии из стадии фундаментальных исследований к инженерной проверке и промышленному освоению.

Если ранее разработки в области двумерных материалов существовали преимущественно в научных лабораториях, то теперь Китай получил возможность отрабатывать реальные производственные процессы, оценивать стабильность технологии и готовить ее к масштабированию.

Директор по перспективным материалам Шанхайской муниципальной комиссии по науке и технологиям Фан Хао назвал 2D-полупроводники одним из наиболее перспективных направлений развития микроэлектроники следующего поколения.

Кремний подходит к пределу

Интерес к новым материалам обусловлен не только геополитическими факторами. Вся мировая полупроводниковая отрасль сегодня сталкивается с тем, что дальнейшее уменьшение размеров кремниевых транзисторов становится все сложнее и дороже.

Поэтому ведущие исследовательские центры и компании одновременно изучают несколько альтернативных технологий:

• двумерные полупроводниковые материалы;
• углеродные нанотрубки;
• новые архитектуры транзисторов;
• монолитную трехмерную интеграцию;
• оптические и квантовые вычислительные элементы.

Китайская пилотная линия стала одной из первых попыток перевести производство 2D-полупроводников из экспериментальной стадии в промышленную.

Пока речь идет лишь о демонстрации технологической платформы, однако в случае успешного масштабирования она может стать важным элементом стратегии Китая по достижению технологической независимости в микроэлектронике.