Für 7-nm-Chips: Chinas Foundry SMIC testet heimisches Lithografiesystem

Chips „Made in China“ setzen auch heute noch auf Technik von ASML & Co. Nun testet SMIC ein chinesisches Lithografiesystem um die Abhängigkeit zu brechen. Versucht wird das seit Jahren. Auch die neue Generation ist erst einmal für 28-nm-Chips gedacht, mit umfangreicher Mehrfachbelichtung könnte aber 7 nm realisiert werden.

Noch braucht SMIC „West-Technik“

Die Semiconductor Manufacturing International Corporation (SMIC) ist Chinas bester Chiphersteller. Noch verlässt er sich dabei primär auf das Know-How westlicher Firmen, allen voran in den kritischen Punkten wie den Lithografiesystemen, die vom weltgrößten Fabrikausrüster und Marktführer ASML aus den Niederlanden stammen – mit Linsen von Karl Zeiss aus Deutschland.

Das Know-How und der Fortschritt bei ASML war zuletzt so groß, dass es China auch nach vielen Jahren und unzähligen Milliarden an Investitionen noch nicht gelungen ist, nur ansatzweise eine Maschine zu liefern, die Chips selbst in größeren Strukturbreiten belichten kann – vor allem in Großserie und dann auch noch mit ökonomisch sinnvoller Ausbeute.

Neue DUV-Scanner aus China

Nun soll das Start-up Yuliangsheng aus Shanghai einen neuen DUV-Scanner gefertigt haben. Bisher war Shanghai Micro Electronics Equipment (SMEE) bekannt, deren Scanner für 28-nm-Chips bereits seit einiger Zeit von SMIC getestet wird. Yuliangsheng wiederum soll ein Joint Venture zwischen Huawei und SMEE sein, heißt es in Fachforen. So würde sich der Kreis schließen, denn die fortschrittlichsten Chips nutzt bisher primär Huawei und HiSilicon.

Die chinesischen Lösungen sollen am Ende ASMLs Twinscan-NXT-Serie Konkurrenz machen. Diese ASML-Lösungen stehen auch heute bei jedem Hersteller mindestens noch in der zweiten Reihe, denn während vielleicht kritische Layer mit EUV belichtet werden, geht es danach unkritisch weiter und DUV mit klassischer Immersionslithografie übernimmt. Diese zweite Reihe ist letztlich das Arbeitspferd der Branche. Die modernsten Systeme dieser Art können über 300 Wafer pro Stunde belichten, 6.000 Wafer am Tag durch die Maschine befördern und sind bei ASML auch noch stets upgradebar.

Aus 28 nm werden 7 nm

Die Fußstapfen, die Yuliangsheng hier ausfüllen will (oder muss), sind so nahezu unerreichbar groß. Deshalb geht es erst einmal in kleinen Schritten voran – und auch das geht nicht ohne westliche Technik. Denn, wie die Financial Times berichtet, in der Maschine steckt wohl weiterhin nicht nur chinesische Technologie.

Mittels einfacher Belichtung soll die Maschine in der Lage sein, 28-nm-Chips zu produzieren. Werden Wafer mehrfach belichtet, steigen die Komplexität und auch die Fehlerquote schnell massiv an, jedoch können dann 7-nm-Produkte herausspringen – das mindeste Ziel für kommende High-End-Chips.

Auch Träume von 5 nm kommen direkt wieder auf. Zuletzt hatte sich aber gezeigt, dass selbst die bisherigen, mit ASML-Systemen gefertigten Chips weiterhin eher der 7-nm-Klasse angehören. ASML darf nach China nur ältere Anlagen verkaufen, nicht die neuesten Geräte.

EUV ist das Ziel – aber noch viele Jahre entfernt

Die großen westlichen Hersteller setzen deshalb alle auf EUV. TSMC, Samsung, Intel, aber auch SK Hynix und Micron nutzen dies mehr oder weniger umfangreich, High-NA-EUV ist bei vier der fünf Unternehmen ebenfalls bereits im Test. Damit soll es nicht nur hinab auf bis zu „1,6 nm“ gehen, sondern noch um einiges kleiner werden. Für Chinas Chipfertiger ist dieses Ziel vermutlich noch Jahrezehnte entfernt. Laut Medienberichten trägt deshalb schon der erste Schritt „EUV aus China“ nichts geringeres als den Codename des höchsten Bergs der Welt: Mount Everest.

Sollten die Tests erfolgreich verlaufen, könnte ab 2027 das heimische System in China zum Einsatz kommen.