Mới đây, Huawei và đối tác của họ ở Trung Quốc đã nộp bằng sáng chế cho 1 phương pháp chế tạo chip mới là self-aligned quadruple patterning (SAQP). Mục đích nhằm sản xuất chip 5nm mà không bị vướng bận bởi lệnh cấm của Mỹ.
SAQP là một kỹ thuật khắc các đường trên tấm bán dẫn silicon nhiều lần để tăng mật độ bóng bán dẫn, từ đó tăng hiệu suất. Đơn xin cấp bằng sáng chế của Huawei mô tả một phương pháp sử dụng công nghệ này để tạo ra các chất bán dẫn phức tạp hơn.
SAQP nhằm giảm sự phụ thuộc vào kỹ thuật in thạch bản cao cấp. Điều đó có thể cho phép họ sản xuất những con chip tiên tiến mà không cần đến thiết bị in thạch bản cực tím (EUV) hiện đại của ASML - nhà cung cấp EUV duy nhất nhưng không thể bán chúng cho Trung Quốc vì các biện pháp kiểm soát xuất khẩu.
"Việc áp dụng bằng sáng chế này sẽ tăng quyền tự do thiết kế các mẫu mạch", nội dung hồ sơ gửi lên CNIPA có đoạn.
Đối tác Huawei là SiCarrier - nhà phát triển thiết bị sản xuất chip được chính phủ Trung Quốc hậu thuẫn - đã được cấp bằng sáng chế liên quan đến SAQP vào cuối năm 2023. Hồ sơ bằng sáng chế cho thấy họ sử dụng kỹ thuật in khắc tia cực tím sâu (DUV), máy sản xuất chip và công nghệ SAQP để đạt được các ngưỡng kỹ thuật nhất định được thấy trên chip 5nm. Thực tế này có thể tránh được việc sử dụng máy EUV đồng thời giảm chi phí sản xuất.
Phó chủ tịch công ty nghiên cứu TechInsights, SAQP có thể xem là công nghệ đủ tốt giúp Trung Quốc tự sản xuất chip trên tiến trình 5 nm. Tuy nhiên về lâu dài, Trung Quốc vẫn cần có trong tay máy quang khắc siêu cực tím EUV. "Công nghệ mới có thể giúp tạo ra chip hiện đại, nhưng không khắc phục được hoàn toàn vấn đề kỹ thuật phát sinh khi thiếu EUV", Hutcheson nhận định.
Thực ra trước đây, Intel từng muốn áp dụng phương pháp chế tạo này trên thế hệ chip 10nm nhưng thất bại. Vì không còn lựa chọn nào khác, 2 công ty Trung Quốc vẫn phải đi theo con đường này khi không được tiếp cận các công nghệ tiên tiến của Mỹ.
Việc sử dụng SAQP cho phép họ sản xuất các con chip dưới 10nm, không lệ thuộc vào quang khắc EUV mà chính Intel cũng từng muốn đạt được. Nếu thành công, họ không cần phải mua máy quang khắc EUV do ASML sản xuất nữa, mặt hàng đã bị Mỹ kiểm soát xuất khẩu nghiêm ngặt. SAQP là cách thức duy nhất để tăng mật độ bóng bán dẫn mà không cần mua thiết bị kia.
Các chip tiên tiến nhất hiện nay trong sản xuất thương mại đều sử dụng công nghệ 3nm. Trung Quốc hiện có khả năng sản xuất chip 7nm nhưng sẽ sớm chuyển sang 5nm để rút ngắn khoảng cách về công nghệ. Hiện chính quyền Mỹ đang tìm cách đưa thêm nhiều công ty chip Trung Quốc có liên kết với Huawei vào danh sách thực thể của Bộ Thương mại nước này, bao gồm cả SiCarrier.
Các công ty đúc chip hàng đầu như TSMC đang sử dụng EUV để sản xuất chip vì đạt năng suất cao. Nếu Huawei và đối tác sử dụng phương pháp thay thế, giá mỗi chip được tạo ra có thể cao hơn tiêu chuẩn ngành.
TSMC đang chế tạo chip trên tiến trình 3 nm. Trong khi đó, các nguồn tin cho biết năng lực sản xuất của Trung Quốc đang ở tiến trình 7 nm, chậm hơn khoảng hai thế hệ. Nếu làm được chip 5 nm, khoảng cách sẽ còn một thế hệ.