Kina kan fortsatt ligge 15 år bak på EUV – selv om egen DUV-produksjon starter

Kinas satsing på selvforsyning innen halvledere har nådd et nytt stadium. Innenlandske aktører skal ha begynt lavvolumproduksjon av maskiner for immersjons-DUV-litografi, samtidig som minneprodusenten CXMT har startet småskala produksjon av HBM3E for kinesiske utviklere av AI-brikker.

Dette er viktige fremskritt, men de betyr ikke at Kina har hentet inn forspranget på EUV-litografi – teknologien som er sentral i produksjonen av verdens mest avanserte logikkbrikker.

EUV-avstanden: Reell framgang, men fortsatt et langt løp

Frank Rohmund, som leder halvledervirksomheten i Zeiss, har sagt at det er en «rimelig antakelse» at Kina kan trenge rundt 15 år på å utvikle eget EUV-litografiutstyr. Samtidig understreket han at tempoet i den kinesiske utviklingen er vanskelig å tallfeste. UBS har kommet til en lignende, forsiktig vurdering: Kinas litografikapasitet beskrives som omtrent på nivå med ASML i 2004, og et kinesisk EUV-alternativ ventes neppe innen det neste tiåret.

Det er ikke det samme som å si at utviklingen vil stå stille i 15 år. Poenget er at en fungerende prototype må bli til en stabil og repeterbar produksjonsplattform – med optikk, lyskilde, waferhåndtering, programvare, måleteknologi, serviceapparat, utbytte og kapasitet som fungerer i en fabrikk med høy produksjon.

Hvorfor ASML og Zeiss er så vanskelige å kopiere

ASML er den eneste kommersielle produsenten av EUV-litografisystemer. Zeiss er selskapets eksklusive leverandør av optikken som brukes i disse maskinene.

EUV er avgjørende for de mest avanserte brikkene, blant annet prosessorer i Nvidias AI-akseleratorer. Zeiss beskriver sine EUV-optiske systemer som ultranøyaktige speil- og mekatronikkonstruksjoner, en nøkkelkomponent i EUV-maskinene.

Utfordringen handler derfor ikke bare om å konstruere én enkelt maskin. En konkurransedyktig EUV-plattform krever et spesialisert industrielt økosystem som kan produsere, integrere og vedlikeholde ekstremt presise komponenter over tid – og levere jevnt i stor fabrikkdrift.

DUV kan strekkes langt, men EUV er mer effektivt

Immersjons-DUV er fortsatt strategisk viktig teknologi. Metoden bruker et lag med renset vann mellom linsen og silisiumwaferen for å øke oppløsningen. Med flertrinnsmønstring kan teknologien brukes til mindre strukturer enn én enkelt eksponering tillater. 14

Men denne veien krever flere prosesstrinn enn EUV for de aktuelle lagene. Det sentrale er derfor ikke bare om en avansert brikke kan demonstreres med DUV-teknikker. Spørsmålet er om den kan produseres med konkurransedyktig kostnad, utbytte, hastighet og volum. Det er her EUV har sin styrke for ledende logikkbrikker og energieffektiv AI-maskinvare.

Kinas DUV-milepæl er foreløpig lavvolumproduksjon

Reuters rapporterte at et statsstøttet program i Shanghai har begynt å produsere kinesiskutviklede immersjons-DUV-maskiner. Planen skal være om lag fem systemer i 2026 og rundt 20 i 2027. De første oppgitte kundene er SMIC, Hua Hong og CXMT. 14

Tallene viser både hvorfor dette er viktig – og hvorfor det må settes i perspektiv:

• Framgangen: Kina bygger et innenlandsk alternativ i en maskinkategori som er avgjørende for mer avansert brikkeproduksjon og lenge har vært dominert av utenlandske leverandører.
• Begrensningen: Fem maskiner på ett år er en oppstart i pilotskala. De første enhetene skal ifølge rapporteringen brukes til validering i produksjonslinjer og trenger fortsatt videre testing, snarere enn å representere moden utrulling i høyvolumfabrikker. 10

Det er også viktig å være presis om hvem som står bak hva. Den nye satsingen på immersjons-DUV er knyttet til en statsstøttet produsent i Shanghai og til Yuliangshengs testing hos SMIC. SMEE omtales separat som produsent av 90 nm-klasse DUV-systemer og som utvikler av en 28 nm-modell med immersjon. Offentlig rapportering dokumenterer ennå ikke bred, uavhengig verifisert høyvolumbruk av SMEEs 28 nm-plattform. 1411

Når uttrykket «masseproduksjon» brukes i denne sammenhengen, bør det altså forstås som starten på begrenset produksjon – ikke som teknologisk likestilling med ASML når det gjelder gjennomstrømning, driftssikkerhet, presisjon ved lagjustering, installert base eller leverandørnettverk.

Eksportkontrollene øker både begrensningene og insentivet

USA-ledede eksportrestriksjoner har stengt Kina ute fra ASMLs EUV-systemer. Samtidig har de økt den strategiske betydningen av kinesiske programmer for eget produksjonsutstyr.

Rohmund mener at en ytterligere utvidelse av kontrollene til eldre DUV-utstyr kan slå feil. Hans argument er at strengere begrensninger vil fremskynde innovasjonen i Kina, snarere enn å fjerne landets motivasjon eller evne til å utvikle alternativer.

Det er et resonnement om insentiver, ikke en påstand om at eksportkontroller er uten virkning. Kontrollene kan fortsatt begrense tilgangen til dagens beste utstyr. Motargumentet er at det å stenge av også mer moden teknologi kan få Kina til å investere raskere i egne erstatninger, særlig i det store DUV-markedet.

CXMTs HBM3E er et eget, men nært beslektet fremskritt

Kinas AI-satsing avhenger ikke bare av logikkbrikker, men også av minne med høy båndbredde. CXMT skal ha startet småskala produksjon av HBM3E, og kinesiske AI-brikkeutviklere som Alibabas T-Head og Cambricon tester minnet. Selskapet skal sikte mot en større oppskalering i 2027. 1920

Dette er betydningsfullt fordi det kan gi kinesiske AI-akseleratorer en innenlandsk kilde til avansert minne. Men statusen er fortsatt småskala produksjon og kundekvalifisering. Kildene beskriver CXMT som omtrent én produktgenerasjon bak produktene som allerede masseproduseres hos de ledende globale minneprodusentene, og kapasiteten i stor skala er fortsatt uprøvd. 20

Konklusjon

Kina er ikke lenger bare på plan- og laboratoriestadiet i arbeidet med selvforsyning på litografi. Den rapporterte lavvolumproduksjonen av immersjons-DUV og CXMTs HBM3E-tester tyder på at deler av en innenlandsk forsyningskjede for avanserte brikker beveger seg mot faktisk bruk.

Men EUV-gapet er dypere. ASMLs unike posisjon på skannere og Zeiss’ eksklusive rolle i EUV-optikk viser hvorfor en kinesisk EUV-maskin krever langt mer enn ett teknologisk gjennombrudd. Med Rohmunds og UBS’ vurderinger som utgangspunkt må veien til en konkurransedyktig EUV-plattform som kan masseproduseres fortsatt måles i år – muligvis over et tiår – ikke i den inneværende DUV-produksjonssyklusen.