Kinesiska Langdao Silex har visat en första prototyp av en egen ljuskälla för extremt ultraviolet strålning (EUV) – den teknik som används för att tillverka världens mest avancerade halvledare. Systemet kallas Flintnano LPP-OXXO och använder laserproducerad plasma (LPP), samma grundprincip som EUV-maskinerna från ASML, och ljuskällan ska vara tillverkad med omkring 90 procent inhemskt producerade komponenter.
Vidare gör Langdao Silex gällande att prototypen klarat över 100 timmars kontinuerlig drift med stabil effekt. Drivlasern har en effekt på 1 000 watt och arbetar vid 1–20 kHz, medan konverteringseffektiviteten från laser till EUV uppges överstiga 2 procent – för en EUV-effekt som anges till ”över 15 watt”. Detta kan jämföras med omkring 600 watt för dagens kommersiella EUV-ljuskällor från ASML. Det nederländska bolaget har dessutom demonstrerat en ljuskälla på 1 000 watt redan 2025 och ser en tydlig teknisk väg mot 1 500 watt, medan 2 000 watt bedöms vara möjligt längre fram.
Att skala upp effekten ur EUV-ljuskällan är en av huvudorsakerna till att ASML:s första maskiner försenades med drygt ett decennium. Ett fysikaliskt problem med EUV-strålning är att den inte kan fokuseras via traditionella linser utan behöver reflekteras mot extremt precisa speglar, som i fallet ASML tillhandahålls av Carl Zeiss. En EUV-maskin har beroende på modell 12–14 speglar och då varje absorberar runt 30 procent av effekten är det endast 1–2 procent av den ursprungliga effekten som når kiselskivan.
Värt att betona är att det inte framgår i vilket led Langdao Silex mäter sina 15 watt – direkt vid ljuskällan eller efter ett antal reflektioner. Mycket talar dock för det förstnämnda, inte minst specifikationerna som tydligt anger konverteringseffekten från laser till producerat EUV-ljus. Därtill pekar bolaget ut fokuseringsteknik som det minst utvecklade delsystemet, samtidigt som produktbilderna visar en EUV-kammare utan tydlig reflektiv optik.
Trots att prototypens ljuskälla inte är gångbar för produktion är det ett stort kliv framåt, då ljuskällan är en av de mest komplicerade delarna i en färdig EUV-maskin. ASML producerar EUV-ljuset genom att träffa tiotusentals mikroskopiska tenndroppar med kraftfulla laserpulser varje sekund. Det är därefter ljuset samlas upp och fokuseras genom att reflekteras mot speglar med avvikelser från idealformen på omkring 50 picometer, eller 0,05 nanometer. ZEISS illustrerar precisionen med att om en sådan spegel skalades upp till Tysklands storlek skulle den största avvikelsen vara omkring 0,1 millimeter.
Inhemsk EUV: Kinas Manhattanprojekt
Nyheten kommer inte långt efter uppgifter om att Kina nationellt driver ett betydligt större projekt för att tillverka inhemsk EUV-utrustning. Tidigare under året avslöjade Reuters hur en hemlig anläggning i Shenzhen lyckats bygga en första prototyp som kan generera EUV-ljus, ett arbete som i omfattning jämförts med USA:s Manhattanprojekt. Uppgifterna i fråga är av flera skäl kontroversiella, bland annat då utvecklingen ska ske med hjälp av tidigare ASML-ingenjörer och komponenter som samlats in från äldre utrustning och andrahandsmarknaden.
Projektet i Shenzhen omgärdas även av långtgående säkerhetsåtgärder som sträcker sig till fabriksgolvet. De tidigare ASML-anställda ska ha rekryterats med stora bonusar och i vissa fall fått ID-kort med falska namn, samtidigt som medarbetare instruerats att använda alias även internt. Reuters pekade även på att Huawei spelar en central roll i att koordinera ett större nätverk av företag och forskningsgrupper, med det övergripande målet att göra Kina självförsörjande inom avancerad halvledartillverkning. I dagsläget förvägras landet EUV-maskiner från ASML och tillgången på DUV-maskiner begränsas allt mer.
Värt att betona är att även Shenzhen-projektet är en tidig prototyp som uppges vara flera gånger större än dagens EUV-maskiner, som i sig är ungefär i storleksordningen dubbeldäckarbuss, och uppges fylla nästan ett helt fabriksgolv. I hur stor utsträckning projektets EUV-ljuskälla bygger på komponenter från utlandet är omöjligt att veta, men här skulle Langdao Silex framsteg med 90 procent kinesisktillverkade delar kunna spela en viktig roll.
Den allt snabbare utvecklingen av litografiutrustning i Kina sätter åter ljus på de amerikanska exportkontrollerna, som hittills varit framgångsrika i att bromsa Kinas avancemang inom halvledartillverkning i spjutspetsen. Många röster, däribland ASML själva som förvisso är ett bolag med affärsintressen, har återkommande varnat för att restriktionerna riskerar blir kontraproduktiva då de sporrar Kina att påskynda utvecklingen av inhemsk förmåga. Det senare skulle i förlängningen betyda att omvärlden krasst inte har någon insyn i Kinas kapacitet av världens kanske viktigaste industri.
