Huawei ve Semiconductor Manufacturing International Co. (SMIC), bu yılın başlarında gelişmiş mikroçipler üretmek için kendinden hizalı dörtlü desenleme (SAQP) litografi yöntemlerinin patentini aldığında, çoğu kişi şirketlerin 5nm sınıfı üretim süreçlerini kullanarak yongalar oluşturmaya çalıştıklarını varsayıyordu. Görünen o ki planlarının sınırı bu değil; Huawei artık bu özelliği kullanmayı sabırsızlıkla bekliyor. 3nm sınıfı üretim teknolojisi için dörtlü desenleme ilave olarak.
Huawei ile çalışan, devlet destekli bir çip üretim ekipmanı geliştiricisi olan SiCarrier, aynı zamanda çoklu desenleme tekniğinin patentini alarak SMIC’in bu teknolojiyi gelecekteki düğümler için kullanma planlarını doğruladı. Dan Hutcheson gibi uzmanlar TechInsights SAQP, Çin’in 5nm sınıfı çipler üretmesine izin verebilirken, EUV makinelerinin bu düğümlerin ötesinde uzun vadeli rekabet gücü için gerekli olacağını öne sürüyor. Endüstri uzmanları, 3nm sınıfı düğümler için dörtlü desenlemenin kullanımını hiçbir zaman öngörmemişti.
7nm sınıfı proses teknolojisi, 36nm-38nm metal aralıklarını içerirken, 5nm sınıfı düğümler, metal aralıklarını 30nm-32nm’ye daraltır. 3nm’de metal perdeleri yaklaşık 21nm-24nm’ye ulaşacaktır. Bu, yüksek hacimli üretim için yaklaşık 12 nm’lik kritik boyutlara ulaşabilir; bu, Low-NA EUV araçlarının bile çift desenleme kullanılmadan elde edemeyeceği bir şeydir. Yine de Huawei ve SMIC, DUV araçlarını kullanarak SAQP ile bu noktaya ulaşmayı planlıyor gibi görünüyor.
ASML’nin Twinscan NXT:2100i ve Twinscan NXE:3400C/3600D/3800E gibi son teknoloji litografi araçlarına erişimleri olmadığından SAQP, Huawei ve SMIC için hayati önem taşıyor. Bunun nedeni Nerherlands tarafından uygulanan ihracat kurallarıdır ve kısıtlamaların başlıca kışkırtıcısı ABD’dir. SAQP, transistör yoğunluğunu artırmak, güç tüketimini azaltmak ve performansı artırmak için silikon plakalar üzerine tekrar tekrar çizgiler kazımayı içerir. Bu yaklaşım, Intel’in 2019-2021’de 10nm sınıfı (daha sonra “Intel 7” olarak yeniden adlandırıldı) düğümüyle aşırı ultraviyole (EUV) litografi makinelerine güvenmekten kaçınmaya yönelik önceki girişimlerini yansıtıyor.
Potansiyel faydalara rağmen SAQP’nin kullanımı zorlu zorlukları da beraberinde getiriyor. Intel’in birinci nesil 10nm sınıfı işlem teknolojisi, bu yöntem nedeniyle en azından kısmen başarısız oldu. Verimlerin o kadar kötü olduğu söylendi ki, tek 10nm Canon Lake CPU’nun yalnızca iki CPU çekirdeği vardı ve entegre grafikler devre dışı bırakıldı. Ancak SMIC için, tüketici cihazları için yeni nesil HiSilicon Kirin işlemciler ve yapay zeka sunucuları için Ascend işlemciler de dahil olmak üzere daha karmaşık çiplerin üretimini mümkün kılan yarı iletken teknolojisinde ilerleme sağlamak için SAQP gereklidir.
SAQP kullanan 5nm veya 3nm çip başına maliyet neredeyse kesin olarak daha yüksek olacak ve bu da onu ticari cihazlar için daha az uygulanabilir kılacak olsa da (eğer mümkünse), bu yöntem Çin’in yarı iletken teknolojisindeki ilerlemeleri için hayati önem taşıyor. Bu ilerlemeler yalnızca tüketici elektroniği için değil, aynı zamanda süper bilgisayarlar gibi uygulamalar ve potansiyel olarak askeri yeteneklerin geliştirilmesi için de gereklidir.