منذ فترة قصيرة، حصلت شركة Huawei وشركة (SMIC) على براءة اختراع لطرق “الطباعة الحجرية ذاتية المحاذاة الرباعية” أو (SAQP) لإنتاج شرائح دقيقة متقدمة، وذلك في وقتٍ سابق من هذا العام. حيث افترض الغالبية أن هواوي كانت تعمل على بناء رقائق جديدة باستخدام عملية التصنيع من فئة 5 نانومتر، ولكن، وعلى ما يبدو، هذا ليس الحد الأقصى لخططهم، حيث تتطلع شركة Huawei الآن إلى استخدام المحاذاة الرباعية لتكنولوجيا التصنيع من فئة 3nm أيضًا.
إضافة إلى ذلك، حصلت شركة SiCarrier – وهي شركة تطوير معدات تصنيع الرقائق المدعومة من الدولة والتي تعمل مع شركة Huawei – على براءة اختراع لتقنية “الأنماط المتعددة”، مما يؤكد خطط SMIC لاستخدام هذه التكنولوجيا لعقد التصنيع المستقبلية. يقترح خبراء أنه في حين أن تقنيا SAQP قد تسمح للصين بتصنيع شرائح من فئة 5 نانومتر، فإن آلات الأشعة فوق البنفسجية ستكون ضرورية للقدرة التنافسية على المدى الطويل خارج هذه العقد. ولكن لم يتصور خبراء الصناعة أبدًا استخدام ذلك للعقد من فئة 3 نانومتر!
هواوي تسير إلى الأمام مع براءة اختراع جديدة
تتميز تقنية المعالجة من فئة 7 نانومتر بطبقات معدنية تتراوح من 36 نانومتر إلى 38 نانومتر، بينما تعمل العقد من فئة 5 نانومتر على تقليص الطبقات المعدنية إلى 30 نانومتر و 32 نانومتر. بينما عند الوصول إلى 3 نانومتر، ستصل تلك الطبقات المعدنية إلى حوالي 21 نانومتر – 24 نانومتر. ولكن يمكن أن يحقق ذلك قدرات قصوى تبلغ حوالي 12 نانومتر للتصنيع بكميات كبيرة، وهو أمر لا يمكن حتى لأدوات Low-NA EUV تحقيقه دون استخدام “الزخرفة المزدوجة”. ومع ذلك، يبدو أن Huawei وSMIC تخططان للوصول إلى ذلك مع تقنية SAQP باستخدام أدوات DUV الأقدم.
تعد SAQP أمرًا بالغ الأهمية بالنسبة لشركة Huawei وSMIC نظرًا لافتقارهما إلى إمكانية الوصول إلى أدوات الطباعة الحجرية المتطورة مثل Twinscan NXT:2100i و Twinscan NXE:3400C/3600D/3800E التي يحتكرها مصنع ASML الهولندي. يرجع ذلك إلى قواعد التصدير التي فرضتها هولندا، حيث كانت الولايات المتحدة الأمريكية هي المحرض الرئيسي على هذه القيود.
تتضمن تقنية SAQP الضغط بشكل متكرر على رقائق السيليكون لزيادة كثافة الترانزستور وتقليل استهلاك الطاقة وتحسين الأداء. يعكس هذا النهج محاولات إنتل السابقة لتجنب الاعتماد على آلات الطباعة الحجرية ذات الأشعة فوق البنفسجية القصوى (EUV) في 2019-2021 مع العقدة من فئة 10 نانومتر (التي أعيدت تسميتها لاحقًا بـ “Intel 7”).
وعلى الرغم من الفوائد المحتملة، فإن استخدام SAQP يمثل تحديات صعبة بالنسبة لهواوي والصين. حيث فشلت تقنية المعالجة من الجيل الأول من فئة 10 نانومتر من Intel جزئيًا على الأقل بسبب هذه الطريقة. كما ترددت شائعات عن أن الإنتاجية كانت سيئة للغاية لدرجة أن وحدة المعالجة المركزية Canon Lake الوحيدة ذات 10 نانومتر تحتوي فقط على مركزين لوحدة المعالجة المركزية وحتى أنه قد تم تعطيل شريحة الرسوميات المدمجة.
ومع ذلك، بالنسبة لشركة SMIC، تعد SAQP ضرورة للتقدم في تكنولوجيا أشباه الموصلات، مما يتيح إنتاج شرائح أكثر تطورًا – بما في ذلك معالجات HiSilicon Kirin من الجيل القادم للأجهزة الاستهلاكية ومعالجات Ascend لخوادم الذكاء الاصطناعي.
بالرغم من أن تكلفة شريحة 5 نانومتر أو 3 نانومتر باستخدام SAQP ستكون بالتأكيد أعلى، مما يجعلها أقل جدوى (إن وجدت) للأجهزة التجارية، إلا أن هذه الطريقة تظل حيوية للتقدم الذي أحرزته الصين في تكنولوجيا أشباه الموصلات. حيث تعتبر هذه التطورات ضرورية جداً ليس فقط للإلكترونيات الاستهلاكية ولكن أيضًا لتطبيقات مثل أجهزة الكمبيوتر العملاقة وربما لتطوير القدرات العسكرية.
