Ondanks de recente vooruitgang bij Huawei is het westen nog steeds van zin de Chinese ontwikkeling van chips te vertragen. Om hieraan weerstand te bieden en het westen zelfs voorbij te streven heeft de Tsinghua Universiteit een ambitieus plan gelanceerd.
Hoe de Tsinghua SSMB-EUV lichtbron werkt; foto: Tang Chuanxiang (disclaimer)
Nieuwe wegen
De door de VS aangestuurde westerse exportbeperkingen om de ontwikkeling in de Chinese chipsontwikkeling zoveel mogelijk te vertragen blijft een belangrijke motivator voor diezelfde industrie zich van het westen onafhankelijk te maken. De lancering van Huawei’s nieuwe telefoon met een 7 nm chip is al een belangrijke stap, maar dat is niet meer dan een begin op de weg naar onafhankelijkheid. Bovendien is onafhankelijkheid op de lange duur niet voldoende en moet China streven naar een leidende positie op dit gebied.
Lithografiemachines
Het verbod op de export van geavanceerde lithografiemachines zoals die van ASML, die worden gebruikt bij de productie van microchips, is een belangrijke hindernis die China teniet moet doen. Dit kan op verschillende manieren bereikt worden. De meest directe manier is het zelf ontwikkelen van dergelijke machines. Dat gebeurt ook al in China, maar het onderzoek naar alternieve technologie lijkt meer kansen te bieden.
Integrale technologie
Een team van onderzoekers van de Tsinghua Universiteit heeft een ambitieus plan geopperd. De grondgedachte daarvan is het integreren van chipsproductie in een keten van technologieën rond een deeltjesversneller. Zij stellen voor met behulp van deeltjesversnellers een nieuwe laserbron te creëren, die onder andere in de halfgeleiderfabricage gebruikt kan worden. Het plan is een deeltjesversneller te bouwen met een omtrek tussen de 100 -150 meter – ongeveer zo groot als twee basketbalvelden. De elektronenbundel van de versneller zal in een hoogwaardige lichtbron transformeren voor fundamenteel wetenschappelijk onderzoek, maar ook voor de on-site chipproductie.
Concentratie
De meeste commerciële spelers in deze industrie, zoals Advanced Semiconductor Materials Lithography (ASML), zijn juist voorstander van het verkleinen van de omvang van chipmachines die zo makkelijker te exporteren worden. Dit Chinese project beoogt de productie juist te concentreren door een kolossale fabriek te bouwen bestaande uit meerdere lithografiemachines rond één versneller. Dit zou de productie van goedkope chips in grote hoeveelheden kunnen bevorderen en China mogelijk een leidende rol kunnen geven in de industriële productie van geavanceerde chips; van 2 nm of kleiner.
Dominantie
Momenteel wordt extreem ultraviolet (EUV) met ultrakorte golflengte veel gebruikt bij de productie van chips met 7 nm en lager. ASML is de eigenaar van deze technologie en domineert daarmee de markt. Onderzoekers in meerdere landen pogen deze technologie ook te beheersen. Chinese wetenschappers verkennen echter een ander pad. Het is een project dat al sinds 2017 loopt, maar door de doorbraken van Huawei het onlangs in de openbaarheid kwam. Een van de mogelijke toepassingen van dit onderzoek is het gebruik van een deeltjesversneller als lichtbron voor toekomstige EUV-lithografiemachines. Wij wezen hier al op in een eerder artikel op Chinasquare.
Theorie
De theorie achter het onderzoek van het team is een nieuw luminescentiemechanisme genaamd steady-state microbunching (SSMB). In het kort komt het erop neer dat SSMB de energie die door geladen deeltjes tijdens versnelling vrijkomt als lichtbron gebruikt. Het resultaat is een smalle bandbreedte, een kleine verstrooiingshoek en continu zuiver EUV-licht. Geladen deeltjes zenden licht uit wanneer ze worden versneld en versnellers die dit fenomeen gebruiken behoren tot de helderste kunstmatige lichtbronnen die momenteel beschikbaar zijn. In tegenstelling tot gewone lasers (gebruikt in apparaten van ASML) produceren SSMB-bronnen continu licht met een hoog gemiddeld vermogen.
Mediastilte
De westerse wetenschappelijke, commerciële en politieke wereld reageerde geschokt op de lancering van Huawei Mate60 en al deze aandacht voor het project dreigt de voortgang van het wetenschappelijke onderzoek te beïnvloeden. Het team van Tsinghua is daarom gestopt met het accepteren van interviews.
Testgebied
De campus is enkel geschikt voor kleinschalig experimenten. Voor de opschaling naar economische productie is een groter terrein nodig. Het team van de Tsinghua Universiteit voert momenteel gesprekken met de autoriteiten in Xiongan New Area, een regio bezuiden Beijing waarnaar de Chinese regering een deel van de overheidsorganisaties wil verplaatsen, om een bouwplaats te selecteren voor dit geavanceerde project.
Bron: Pakistan Defence.
