Máy DUV là gì mà có thể làm thay đổi “cán cân công nghệ” toàn cầu?
(Dân trí) - Thông tin một công ty Trung Quốc đã chế tạo thành công máy DUV và bắt đầu sản xuất đại trà đã khiến ngành công nghệ toàn cầu “rung động”. Vậy máy DUV là gì mà quốc gia nào cũng muốn sở hữu?
DUV (Deep Ultraviolet - tia cực tím sâu) là công nghệ quang khắc sử dụng tia cực tím bước sóng ngắn để chế tạo chip bán dẫn.
Máy DUV là hệ thống quang khắc sử dụng tia cực tím có bước sóng cực ngắn (thường từ 193nm đến 248nm) để khắc các mạch điện siêu nhỏ lên bề mặt tấm wafer silicon, là một đĩa silicon siêu tinh khiết, rất mỏng và có bề mặt được đánh bóng như gương, đóng vai trò tấm nền để chế tạo các vi mạch tích hợp và chip bán dẫn.
Để dễ tưởng tượng, tấm wafer silicon có thể xem như một tờ giấy trắng, máy quang khắc DUV như một chiếc máy in, các bóng bán dẫn và mạch điện là nội dung được in lên tờ giấy (tấm wafer silicon). Sau khi hoàn thành quá trình “in”, tấm wafer silicon sẽ được cắt thành hàng trăm hoặc hàng nghìn con chip riêng lẻ.
Máy quang khắc DUV là công cụ quan trọng trong quá trình sản xuất chip, bao gồm loại máy DUV khô và DUV nhúng. Trong đó, với máy DUV khô, tia cực tím sẽ đi qua hệ thống thấu kính, đến lớp không khí và cuối cùng là tấm wafer silicon.
Khác biệt cơ bản giữa máy DUV khô và máy DUV nhúng (Ảnh minh họa: TT).
Với máy DUV nhúng, giữa lớp thấu kính cuối cùng và tấm wafer silicon là một lớp nước siêu tinh khiết. Do nước có chiết suất lớn hơn không khí nên sẽ giúp hội tụ ánh sáng tốt hơn, từ đó tạo được các chi tiết nhỏ hơn trên chip.
Máy DUV khô là thế hệ công nghệ cũ, trong khi máy DUV nhúng có thể tạo ra những loại chip đời mới và hiện đại hơn.
Tờ báo công nghệ The Information dẫn lời các nguồn tin thân cận cho biết công ty khởi nghiệp trong lĩnh vực bán dẫn Shanghai Yuliangsheng - được hậu thuẫn bởi chính phủ Trung Quốc, Huawei và hãng bán dẫn SiCarrier - đã sản xuất thành công máy quang khắc tia cực tím sâu kiểu nhúng (Immersion DUV) và chuẩn bị sản xuất đại trà loại máy này.
Máy quang khắc giúp tạo ra chip bán dẫn trên bề mặt tấm wafer silicon (Ảnh: Shutterstock).
Nguồn tin cho biết sẽ có khoảng 5 máy DUV nhúng được hoàn thiện ngay trong năm nay và 20 máy được xuất xưởng trong năm 2027. Những máy DUV này sẽ được bàn giao cho các nhà máy sản xuất chip lớn nhất Trung Quốc là Semiconductor Manufacturing International Corp. (SMIC) và Changxin Memory Technologies (CXMT).
Đây là lần đầu tiên Trung Quốc được báo cáo bắt đầu sản xuất hàng loạt máy DUV nhúng nội địa, công cụ then chốt để giúp quốc gia này tự sản xuất chip mà không còn phụ thuộc vào nước ngoài, đặc biệt trong bối cảnh Mỹ và các quốc gia đồng minh đang hạn chế xuất khẩu máy quang khắc tiên tiến sang Trung Quốc.
Bước tiến này giúp Trung Quốc trở thành quốc gia thứ 3 trên toàn cầu có thể sản xuất và thương mại hóa máy DUV nhúng, sau Hà Lan và Nhật Bản.
Ngay sau khi thông tin được The Information công bố, cổ phiếu của ASML, công ty sản xuất máy DUV của Hà Lan, đã bị các nhà đầu tư bán tháo khiến vốn hóa thị trường của công ty “bốc hơi” 11%.
Một hệ thống máy DUV nhúng của ASML (Ảnh: ASML).
ASML vẫn đang nắm hơn 98% thị phần toàn cầu đối với dòng máy DUV nhúng cao cấp, tuy nhiên, việc Trung Quốc có thể tự sản xuất được máy DUV nhúng nội địa có thể sẽ ảnh hưởng đáng kể đến doanh số của ASML trong tương lai, nhất là khi các công ty Trung Quốc nổi tiếng với khả năng bán các sản phẩm có giá rẻ hơn so với đối thủ.
Chưa có thông tin về cấu hình chi tiết về máy DUV của Trung Quốc, nhưng nhiều nhà phân tích dự đoán loại máy này có thể tạo ra chip tiến trình từ 28nm đến 7nm, sử dụng cho các thiết bị gia dụng thông minh, ô tô hoặc một số loại điện thoại tầm trung.
Do máy DUV là công cụ quan trọng trong quá trình sản xuất chip, hệ thống này được xem là “vũ khí chiến lược” trong cuộc đua công nghệ toàn cầu. Việc làm chủ máy DUV không chỉ giúp một quốc gia giảm sự phụ thuộc vào nguồn cung chip từ bên ngoài, mà còn là nền tảng quan trọng để phát triển ngành công nghiệp bán dẫn, thúc đẩy các lĩnh vực như trí tuệ nhân tạo, viễn thông, quốc phòng…
Việc Trung Quốc tự mình sản xuất thành công máy DUV nhúng cho thấy quốc gia này đã đạt được bước tiến quan trọng trong quá trình sản xuất chip để phục vụ quá trình phát triển công nghệ mà không phụ thuộc vào bên ngoài.
DUV là công nghệ quan trọng để sản xuất chip, nhưng công nghệ này vẫn còn kém xa so với EUV (Extreme Ultraviolet), công nghệ quang khắc sử dụng tia cực tím cực hạn. Công nghệ EUV sử dụng ánh sáng có bước sóng chỉ 13,5nm, nhờ đó tạo ra các chi tiết mạch điện cực nhỏ và vô cùng chuẩn xác.
Máy EUV là thiết bị để sản xuất các loại chip hiện đại với tiến trình chỉ 5nm, 3nm và đang tiến đến 2nm. Đây là những chip hiệu suất cao được sử dụng trong smartphone cao cấp, máy chủ AI và nhiều thiết bị điện tử đắt tiền.
So với DUV, máy EUV giúp giảm đáng kể số lần quang khắc cần thực hiện để tạo ra các mạch điện tử siêu nhỏ, từ đó rút ngắn quy trình sản xuất, nâng cao độ chính xác và tăng hiệu suất chế tạo chip.
Tuy nhiên, máy EUV có cấu tạo cực kỳ phức tạp và có giá thành cao. Đến thời điểm hiện tại, ASML là công ty duy nhất trên thế giới có thể chế tạo máy EUV thương mại.
Máy quang khắc EUV trị giá 380 triệu USD của ASML (Ảnh: ASML).
Câu hỏi được giới công nghệ đặt ra là sau khi chế tạo thành công máy DUV nhúng, liệu Trung Quốc có thể đạt đến bước tiến về công nghệ EUV hay không?
Đây chắc chắn là một thử thách không dễ để vượt qua, khi ASML đã mất đến hai thập kỷ và đầu tư khoảng 10 tỷ USD cho nghiên cứu và phát triển, cùng với sự hợp tác của nhiều tập đoàn lớn trên toàn cầu để có thể chế tạo thành công máy EUV.
“Công nghệ quang học trong máy EUV phức tạp và tiên tiến hơn rất nhiều so với DUV. Có rất nhiều rào cản công nghệ cần phải vượt qua để xây dựng một hệ thống EUV hoạt động hoàn chỉnh. Tôi nghĩ rằng EUV nằm ngoài tầm với của các công ty Trung Quốc”, Stephane Houri, trưởng bộ phận nghiên cứu của tập đoàn tài chính ODDO BHF, bình luận.
Tuy nhiên, với tiềm lực của các hãng công nghệ Trung Quốc, vẫn còn quá sớm để khẳng định liệu nước này có thể đạt được bước đột phá trong việc chế tạo máy quang khắc EUV hay không.