صنعت نیمههادی طی سالهای اخیر با رقابتی شدید میان شرکتهایی مانند TSMC، سامسونگ و اینتل روبهرو بوده است. در این میان، هواوی که با محدودیتهای سختگیرانه آمریکا از ۲۰۱۹ تاکنون مواجه است، مجبور شده مسیر متفاوتی برای توسعه تراشههای پیشرفته انتخاب کند. اکنون، یک پتنت جدید منتشرشده در چین نشان میدهد که این شرکت شاید راهی برای نزدیک شدن به فناوری ۲ نانومتری پیدا کرده باشد؛ مسیری که میتواند معادلات بازار را تغییر دهد. این پتنت، روشی نوین برای تولید لایههای فلزی در تراشهها ارائه میکند و اگر در عمل امکانپذیر باشد، هواوی قادر خواهد بود با تکیه بر دستگاههای DUV، بهجای فناوری بسیار گرانقیمت EUV، فرآیند ساخت در سطحی مشابه ۲ نانومتر را تجربه کند.
بر اساس اطلاعات جدید، هواوی پتنتی را ثبت کرده که میتواند این شرکت را به فناوری ساخت تراشههای نزدیک به ۲ نانومتر، آن هم بدون نیاز به دستگاههای EUV، نزدیک کند. این پتنت با شماره CN119301758A در ژوئن ۲۰۲۲ (خرداد ۱۴۰۱) ثبت و در ۱۰ ژانویه ۲۰۲۴ (۲۰ دی ۱۴۰۲) منتشر شده است. عنوان آن «روش یکپارچهسازی فلز برای ساخت دستگاههای مجتمع» است و هدف آن رفع مشکلات مربوط به ساخت لایههای فلزی در تراشههای پیشرفته است.
در فرآیند ساخت تراشه، بخش BEOL یا “Back-End-Of-Line” نقشی حیاتی دارد؛ جایی که مسیرهای فلزی برای اتصال ترانزیستورها ایجاد میشود. هرچه این مسیرها کوچکتر شوند، مشکلاتی مانند تأخیر RC، افزایش مقاومت، افت پایداری و کاهش بازدهی بیشتر مطرح میشود. این چالشها در تراشههایی با پِیچ فلزی کمتر از ۲۱ نانومتر به اوج میرسند. پتنت جدید هواوی تلاش میکند همین گلوگاه را برطرف کند.
به گفته دکتر فردریک چن، پژوهشگر حوزه نیمههادی، هواوی با این فناوری میتواند تراشهای با سطح عملکرد مشابه فرآیند ۲ نانومتری تولید کند، بدون آنکه به دستگاههای EUV نیاز داشته باشد؛ دستگاههایی که پس از تحریمها دسترسی به آنها برای هواوی و شرکای چینیاش مانند SMIC ممکن نیست.
هواوی چطور بدون EUV به ۲ نانومتر نزدیک میشود؟
در این طرح، از ترکیب فناوریهای DUV با الگوگذاری چندمرحلهای SAQP (Self-Aligned Quadruple Patterning) استفاده میشود. این روش تعداد دفعات نوردهی را کاهش داده و امکان ساخت خطوط فلزی بسیار باریک را فراهم میکند. هواوی همچنین از تکنیک الگوگذاری با ماسک سخت چند مادهای و فرآیند Spacer-Defined Patterning بهره میبرد تا خطوط فلزی و مسیرهای ارتباطی با دقت بیشتری ایجاد شوند. نتیجه این فرآیند، ایجاد اتصالات کاملاً خودتراز (FSAV) است که هم مقاومت بالایی دارد و هم نیازمند EUV نیست.
در واقع پتنت مستقیماً به ساخت تراشه ۲ نانومتری اشاره نمیکند، اما طیف کاربرد آن برای گرههای پیشرفته ۳ نانومتر و ۲ نانومتر تعریف شده است و میتواند زیرساختی حیاتی برای آینده خانواده Kirin باشد. اگر این فناوری عملیاتی شود، هواوی نهتنها بخشی از وابستگی خود به تجهیزات غربی را کاهش میدهد، بلکه میتواند وارد دوره جدیدی از رقابت با TSMC و سامسونگ شود؛ رقابتی که تا چند سال پیش غیرممکن به نظر میرسید.
پتنت جدید هواوی اثبات میکند این شرکت همچنان در مسیر بازگشت به رقابت تراشههای پیشرفته مصمم است. تکیه بر روشهای DUV و الگوگذاری پیچیده SAQP اگرچه جایگزین کامل EUV نیست، اما میتواند فاصله هواوی با استانداردهای ۳ و ۲ نانومتری را بهطور قابلتوجهی کاهش دهد. همانطور که تجربه Kirin 9000S و 9030 نشان داد، هواوی توانایی استفاده از منابع محدود را دارد؛ اما اینکه این فناوری در مقیاس صنعتی عملیاتی شود یا خیر، به ظرفیت SMIC، بازده تولید و مدیریت گرما بستگی خواهد داشت.