China zet stappen met DUV, maar de EUV-kloof blijft groot

China zet een zichtbare stap richting een eigen keten voor geavanceerde chips. Volgens berichtgeving komen binnenlandse immersie-DUV-lithografiemachines in beperkte aantallen uit productie en produceert geheugenmaker CXMT HBM3E op kleine schaal voor Chinese AI-chipontwikkelaars.

Dat zijn belangrijke mijlpalen, maar ze betekenen niet dat China de achterstand in EUV-lithografie heeft ingelopen. Het onderscheid is cruciaal: immersie-DUV kan met technische en economische concessies verder worden opgerekt, terwijl EUV de veel complexere technologie is waarop de productie van de meest geavanceerde logische chips rust.

EUV blijft een opgave van meer dan een decennium

Frank Rohmund, hoofd van de halfgeleiderdivisie van Zeiss, noemde het een „redelijke aanname” dat China ongeveer vijftien jaar nodig kan hebben om eigen EUV-lithografieapparatuur te ontwikkelen. Hij benadrukte tegelijk dat de voortgang moeilijk exact te meten is. UBS komt tot een vergelijkbaar voorzichtige beeld: de Chinese lithografiecapaciteit zou grofweg overeenkomen met het niveau van ASML in 2004, en een binnenlandse vervanger voor EUV ligt volgens de bank waarschijnlijk niet binnen tien jaar voor de hand.

Dat betekent niet dat China vijftien jaar stil blijft staan. De uitdaging zit juist in het omzetten van een werkend concept in een betrouwbaar productieplatform: met de noodzakelijke lichtbron, optiek, waferverwerking, software, metrologie, onderhoudsorganisatie, opbrengsten en productiecapaciteit.

Waarom de combinatie ASML en Zeiss zo moeilijk te kopiëren is

ASML is wereldwijd de enige commerciële fabrikant van EUV-lithografiesystemen. Zeiss is de exclusieve leverancier van de optische apparatuur in die systemen.

EUV is essentieel voor de meest geavanceerde chips, waaronder processors voor Nvidia’s AI-accelerators. Zeiss omschrijft zijn EUV-optica als uiterst precieze spiegel- en mechatronische systemen, een kernonderdeel van de machines.

De opgave is dus groter dan het ontwerpen van één scanner. Een concurrerend EUV-systeem vergt een gespecialiseerd industrieel ecosysteem dat extreem nauwkeurige onderdelen kan maken, integreren en langdurig betrouwbaar kan laten draaien in een chipfabriek met hoge volumes.

DUV blijft waardevol, maar heeft een prijs

Immersie-DUV is strategisch nog altijd zeer relevant. Bij deze lithografietechniek zit een laag gezuiverd water tussen de lens en de wafer, waardoor de resolutie verbetert. Met multiple patterning — meerdere belichtings- en patroonstappen — kan de techniek verder worden opgerekt dan met één belichting mogelijk is. 14

Daar staat tegenover dat dit meer productiestappen vraagt dan EUV voor dezelfde relevante lagen. De vraag is daarom niet alleen of een geavanceerde chip technisch met DUV is te demonstreren, maar ook of die chip concurrerend kan worden gemaakt: tegen aanvaardbare kosten, met voldoende opbrengst, snelheid en schaal. Juist daar biedt EUV een groot voordeel voor toonaangevende logische chips en energiezuinige AI-hardware.

Chinese immersie-DUV: productie, maar nog op pilotschaal

Reuters meldde dat een staatsgesteund programma in Shanghai is begonnen met de productie van binnenlandse immersie-DUV-machines. De geplande output bedraagt ongeveer vijf systemen in 2026 en circa twintig in 2027. Onder de eerstgenoemde afnemers zijn SMIC, Hua Hong en CXMT. 14

Die aantallen laten zowel het belang als de beperking zien:

• Belang: China bouwt een binnenlands alternatief in een machinecategorie die centraal staat in geavanceerde chipproductie en lange tijd door buitenlandse leveranciers werd gedomineerd.
• Beperking: vijf systemen per jaar is een opstart op pilotschaal. De eerste machines zijn volgens de berichtgeving bedoeld voor validatie op productielijnen en moeten nog verder worden getest; er is dus geen sprake van een volwassen inzet in fabrieken met hoge volumes. 10

Ook de toeschrijving verdient nuance. De nieuwe inspanning rond immersie-DUV wordt in verband gebracht met een staatsgesteunde fabrikant uit Shanghai en met tests van Yuliangsheng bij SMIC. SMEE wordt afzonderlijk genoemd als producent van 90nm-DUV-systemen en ontwikkelaar van een 28nm-immersiemodel. Publieke berichtgeving levert nog geen breed, onafhankelijk bevestigd bewijs van inzet op grote schaal van SMEE’s 28nm-immersieplatform. 1411

De term „massaproductie” moet hier dus worden gelezen als het begin van beperkte fabricage — niet als gelijkwaardigheid met ASML op het gebied van doorvoer, betrouwbaarheid, overlayprestaties, geïnstalleerde basis of toeleveringsketen.

Exportcontroles remmen toegang, maar vergroten ook de prikkel tot lokalisatie

Door door de Verenigde Staten aangevoerde exportbeperkingen heeft China geen toegang tot ASML’s EUV-systemen. Dat vergroot de strategische noodzaak van binnenlandse programma’s voor chipapparatuur.

Rohmund stelt dat verdere beperkingen op oudere DUV-machines averechts kunnen werken. Volgens hem zouden extra controles innovatie in China juist versnellen, in plaats van de prikkel of het vermogen om alternatieven te ontwikkelen weg te nemen.

Dat is een argument over prikkels, niet de bewering dat exportcontroles geen effect hebben. Controles kunnen de toegang tot de beste huidige apparatuur beperken. De tegenwerping is dat het afsluiten van ook rijpere technologieën de investering in Chinese vervangers juist kan aanjagen, zeker in de grote DUV-markt.

CXMT’s HBM3E is een afzonderlijke, maar verbonden stap

Voor Chinese AI-chips is niet alleen geavanceerde logica nodig, maar ook high-bandwidth memory (HBM): geheugen met een zeer hoge bandbreedte. CXMT zou zijn begonnen met HBM3E-productie op kleine schaal. Chinese AI-chipontwikkelaars, waaronder T-Head van Alibaba en Cambricon, testen het geheugen; CXMT mikt volgens de berichten op een grotere productie-opschaling in 2027. 1920

Dat is relevant omdat het een binnenlandse bron van geavanceerd geheugen voor Chinese AI-accelerators kan opleveren. De gemelde status blijft echter kleinschalige productie en klantkwalificatie. In de bronrapportage loopt CXMT ongeveer één productgeneratie achter op producten die de leidende wereldwijde geheugenfabrikanten al op grote schaal maken, terwijl de prestaties bij grote volumes nog onbewezen zijn. 20

Conclusie

China werkt niet langer alleen met onderzoeksprogramma’s en routekaarten aan zelfvoorziening in lithografie. De gemelde beperkte productie van immersie-DUV en de HBM3E-tests van CXMT wijzen erop dat delen van een binnenlandse keten voor geavanceerde chips richting toepassing bewegen.

De EUV-kloof is echter van een andere orde. De unieke positie van ASML als bouwer van EUV-scanners en de exclusieve rol van Zeiss in EUV-optica illustreren dat een Chinese EUV-machine veel meer vereist dan één technische doorbraak. Op basis van de inschattingen van Rohmund en UBS wordt de weg naar een concurrerend, op grote schaal produceerbaar EUV-platform nog altijd gemeten in jaren — mogelijk ruim meer dan een decennium — en niet in de huidige DUV-productiecyclus.