Rộ tin Trung Quốc bí mật chế tạo thành công máy quang khắc EUV đầu tiên! Đảo ngược kỹ thuật máy quang khắc ASML
Theo một số trang công nghệ quốc tế, một phòng thí nghiệm bí mật tại Trung Quốc đã âm thầm lắp ráp thành công nguyên mẫu hệ thống quang khắc EUV (cực tím) đầu tiên, được cho là thực hiện thông qua kỹ thuật đảo ngược (reverse engineering) các sản phẩm quang khắc hiện có của ASML. Hiện thiết bị này đang ở giai đoạn thử nghiệm bí mật và dự kiến đến năm 2028 sẽ thử sản xuất các chip nguyên mẫu.
(Image credit: ASML)
Nếu thông tin này là sự thật, đây không nghi ngờ gì sẽ là một bước đột phá mang tính nhảy vọt của Trung Quốc, khi chỉ trong vài năm đã nắm được công nghệ vốn cần hàng chục năm phát triển. Theo nguồn tin, nguyên mẫu máy quang khắc EUV này được lắp ráp vào đầu năm 2025 tại một cơ sở an ninh nghiêm ngặt ở Thâm Quyến, gần như chiếm trọn toàn bộ nhà xưởng.
Thiết bị này không sử dụng công nghệ chùm vi mô trạng thái ổn định dựa trên máy gia tốc hạt (SSMB) do Đại học Thanh Hoa nghiên cứu, cũng không áp dụng công nghệ plasma phóng điện (DPP) do Đại học Công nghiệp Cáp Nhĩ Tân phát triển. Thay vào đó, nó sử dụng công nghệ plasma laser (LPP) giống với dòng máy ASML Twinscan NXE, có khả năng tạo ra ánh sáng cực tím với bước sóng 13,5 nanomet.
Theo giới truyền thông khoa học quốc tế, điều này cho thấy thiết bị đã áp dụng phương pháp đảo ngược kỹ thuật và ít nhất đã tích hợp được nhiều công nghệ cốt lõi do ASML tiên phong phát triển. Nguyên lý công nghệ LPP của ASML như sau:
Trước hết, các giọt thiếc nóng chảy có đường kính khoảng 25–30 micromet được phun vào buồng chân không với tốc độ khoảng 50.000 giọt mỗi giây.
Tiếp đó, một laser CO₂ công suất cao sẽ bắn một xung laser tiền kích có cường độ thấp vào mỗi giọt thiếc, ép chúng dẹt thành dạng đĩa.
Ngay sau đó, một xung laser chính có năng lượng cao hơn sẽ được phát ra, làm bay hơi mục tiêu thiếc đã bị ép dẹt, tạo thành plasma siêu nhiệt với nhiệt độ vượt 200.000 độ C.
Plasma này phát ra ánh sáng cực tím theo mọi hướng, sau đó được thu thập bởi hệ thống gương đa lớp kích thước lớn, dẫn vào hệ quang học phản xạ của máy quang khắc, cuối cùng hoàn tất quá trình tạo ảnh quang khắc trên wafer silicon.
Quá trình này có thể lặp lại hàng chục nghìn lần mỗi giây. Báo cáo cho biết, phiên bản máy EUV của Trung Quốc có kích thước lớn hơn đáng kể so với các sản phẩm tương đương của ASML, nhưng đã có khả năng tạo ra ánh sáng EUV, dù chưa thể sản xuất chip sử dụng được.
Nút thắt then chốt nằm ở chỗ Trung Quốc hiện vẫn chưa thể sao chép hệ thống quang học siêu chính xác của ASML, thậm chí còn chưa thể chiếu chính xác ánh sáng EUV lên wafer, chứ chưa nói đến việc hoàn thành tạo ảnh quang khắc.
Bên cạnh đó, công suất nguồn EUV thông số quyết định khả năng sản xuất hàng loạt của máy quang khắc, hiện vẫn chưa rõ ràng.
Ngoài ra, tiến độ phát triển của các bộ phận cốt lõi khác như: hệ thống gương thu thập siêu chính xác, hệ thống quang học chiếu sáng, hệ thống quang học chiếu ảnh, hệ thống lưu trữ wafer, bàn wafer, bàn mask… đều chưa được công bố.
Báo cáo cho biết, nhóm nghiên cứu máy quang khắc EUV của Trung Quốc bao gồm các cựu kỹ sư ASML cùng với sinh viên mới tốt nghiệp đại học. Họ không chỉ tuyển dụng cựu nhân viên của ASML Trung Quốc, mà còn thu hút những người từng làm việc cho ASML tại Mỹ, châu Âu và Đài Loan.
Ví dụ, Lin Nan, người từng phụ trách công nghệ nguồn EUV của ASML, hiện đang dẫn dắt một nhóm nghiên cứu tại Viện Quang học và Cơ khí chính xác Thượng Hải (Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc). Chỉ trong 18 tháng, nhóm của ông đã nộp đơn xin 8 bằng sáng chế liên quan đến EUV.
Báo cáo cũng nhấn mạnh rằng, để đảm bảo bí mật, các thành viên trong nhóm nghiên cứu phần lớn sử dụng danh tính giả.
Theo kế hoạch, nhóm nghiên cứu kỳ vọng có thể cho ra đời những chip nguyên mẫu đầu tiên vào năm 2028, tức trong vòng hai đến ba năm tới. Tuy nhiên, truyền thông nước ngoài cho rằng mốc năm 2030 sẽ thực tế hơn.
(Image credit: ASML)
Cần nhấn mạnh rằng, việc phát triển máy quang khắc cao cấp đòi hỏi sự tích hợp sâu giữa nhiều lĩnh vực công nghệ như: nguồn sáng chính xác, quang học tiên tiến, cơ khí siêu chính xác, phần mềm điều khiển phức tạp và vật liệu đặc biệt – tất cả phải vận hành ổn định lâu dài trong phạm vi dung sai cấp nanomet.
Máy quang khắc EUV đặc biệt phức tạp, chứa hơn 100.000 linh kiện, và việc đảo ngược, sao chép nó có độ khó gần như “leo lên trời”. Quá trình này cần hàng trăm kỹ sư chuyên môn cao phối hợp, nhưng vẫn chưa chắc thành công.
Song song với các tin đồn về EUV, một câu chuyện thực tế hơn và cũng phũ phàng hơn đã được TechSpot và một số nguồn quốc tế tiết lộ. Theo đó, một thực thể giấu tên tại Trung Quốc đã cố gắng nghiên cứu cơ chế hoạt động của máy quang khắc DUV đời cũ của ASML, với mục tiêu xây dựng năng lực sản xuất chip nội địa.
Không chỉ dừng ở việc vận hành, các kỹ sư Trung Quốc được cho là đã tự tháo rời và lắp ráp lại máy để tìm hiểu cấu trúc và nguyên lý bên trong. Kết quả là một máy DUV trị giá hàng triệu USD đã bị hư hỏng nghiêm trọng, buộc họ phải gọi chính ASML sang hỗ trợ sửa chữa.
Khi các kỹ sư Hà Lan đến hiện trường, họ phát hiện dấu vết cho thấy máy đã bị “mổ xẻ” không đúng quy trình. Sự cố này cho thấy rủi ro cực lớn khi cố gắng đảo ngược kỹ thuật các hệ thống quang khắc vốn được ASML tinh chỉnh qua nhiều thập kỷ, với mức độ tích hợp cực cao giữa cơ khí chính xác, quang học, phần mềm điều khiển và vật liệu đặc biệt.
Sau khi xuất hiện các thông tin trên, ASML cũng lên tiếng cho biết:
“Việc muốn sao chép công nghệ của chúng tôi là điều có thể hiểu được, nhưng biến ý tưởng đó thành hiện thực thì tuyệt đối không hề dễ dàng.”
Vn-Z.vn team tổng hợp tham khảo
www.engadget.com
(Image credit: ASML)
Thiết bị này không sử dụng công nghệ chùm vi mô trạng thái ổn định dựa trên máy gia tốc hạt (SSMB) do Đại học Thanh Hoa nghiên cứu, cũng không áp dụng công nghệ plasma phóng điện (DPP) do Đại học Công nghiệp Cáp Nhĩ Tân phát triển. Thay vào đó, nó sử dụng công nghệ plasma laser (LPP) giống với dòng máy ASML Twinscan NXE, có khả năng tạo ra ánh sáng cực tím với bước sóng 13,5 nanomet.
Theo giới truyền thông khoa học quốc tế, điều này cho thấy thiết bị đã áp dụng phương pháp đảo ngược kỹ thuật và ít nhất đã tích hợp được nhiều công nghệ cốt lõi do ASML tiên phong phát triển. Nguyên lý công nghệ LPP của ASML như sau:
Trước hết, các giọt thiếc nóng chảy có đường kính khoảng 25–30 micromet được phun vào buồng chân không với tốc độ khoảng 50.000 giọt mỗi giây.
Tiếp đó, một laser CO₂ công suất cao sẽ bắn một xung laser tiền kích có cường độ thấp vào mỗi giọt thiếc, ép chúng dẹt thành dạng đĩa.
Ngay sau đó, một xung laser chính có năng lượng cao hơn sẽ được phát ra, làm bay hơi mục tiêu thiếc đã bị ép dẹt, tạo thành plasma siêu nhiệt với nhiệt độ vượt 200.000 độ C.
Plasma này phát ra ánh sáng cực tím theo mọi hướng, sau đó được thu thập bởi hệ thống gương đa lớp kích thước lớn, dẫn vào hệ quang học phản xạ của máy quang khắc, cuối cùng hoàn tất quá trình tạo ảnh quang khắc trên wafer silicon.
Quá trình này có thể lặp lại hàng chục nghìn lần mỗi giây. Báo cáo cho biết, phiên bản máy EUV của Trung Quốc có kích thước lớn hơn đáng kể so với các sản phẩm tương đương của ASML, nhưng đã có khả năng tạo ra ánh sáng EUV, dù chưa thể sản xuất chip sử dụng được.
Nút thắt then chốt nằm ở chỗ Trung Quốc hiện vẫn chưa thể sao chép hệ thống quang học siêu chính xác của ASML, thậm chí còn chưa thể chiếu chính xác ánh sáng EUV lên wafer, chứ chưa nói đến việc hoàn thành tạo ảnh quang khắc.
Bên cạnh đó, công suất nguồn EUV thông số quyết định khả năng sản xuất hàng loạt của máy quang khắc, hiện vẫn chưa rõ ràng.
Ngoài ra, tiến độ phát triển của các bộ phận cốt lõi khác như: hệ thống gương thu thập siêu chính xác, hệ thống quang học chiếu sáng, hệ thống quang học chiếu ảnh, hệ thống lưu trữ wafer, bàn wafer, bàn mask… đều chưa được công bố.
Báo cáo cho biết, nhóm nghiên cứu máy quang khắc EUV của Trung Quốc bao gồm các cựu kỹ sư ASML cùng với sinh viên mới tốt nghiệp đại học. Họ không chỉ tuyển dụng cựu nhân viên của ASML Trung Quốc, mà còn thu hút những người từng làm việc cho ASML tại Mỹ, châu Âu và Đài Loan.
Ví dụ, Lin Nan, người từng phụ trách công nghệ nguồn EUV của ASML, hiện đang dẫn dắt một nhóm nghiên cứu tại Viện Quang học và Cơ khí chính xác Thượng Hải (Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc). Chỉ trong 18 tháng, nhóm của ông đã nộp đơn xin 8 bằng sáng chế liên quan đến EUV.
Báo cáo cũng nhấn mạnh rằng, để đảm bảo bí mật, các thành viên trong nhóm nghiên cứu phần lớn sử dụng danh tính giả.
Theo kế hoạch, nhóm nghiên cứu kỳ vọng có thể cho ra đời những chip nguyên mẫu đầu tiên vào năm 2028, tức trong vòng hai đến ba năm tới. Tuy nhiên, truyền thông nước ngoài cho rằng mốc năm 2030 sẽ thực tế hơn.
(Image credit: ASML)
Máy quang khắc EUV đặc biệt phức tạp, chứa hơn 100.000 linh kiện, và việc đảo ngược, sao chép nó có độ khó gần như “leo lên trời”. Quá trình này cần hàng trăm kỹ sư chuyên môn cao phối hợp, nhưng vẫn chưa chắc thành công.
Song song với các tin đồn về EUV, một câu chuyện thực tế hơn và cũng phũ phàng hơn đã được TechSpot và một số nguồn quốc tế tiết lộ. Theo đó, một thực thể giấu tên tại Trung Quốc đã cố gắng nghiên cứu cơ chế hoạt động của máy quang khắc DUV đời cũ của ASML, với mục tiêu xây dựng năng lực sản xuất chip nội địa.
Không chỉ dừng ở việc vận hành, các kỹ sư Trung Quốc được cho là đã tự tháo rời và lắp ráp lại máy để tìm hiểu cấu trúc và nguyên lý bên trong. Kết quả là một máy DUV trị giá hàng triệu USD đã bị hư hỏng nghiêm trọng, buộc họ phải gọi chính ASML sang hỗ trợ sửa chữa.
Khi các kỹ sư Hà Lan đến hiện trường, họ phát hiện dấu vết cho thấy máy đã bị “mổ xẻ” không đúng quy trình. Sự cố này cho thấy rủi ro cực lớn khi cố gắng đảo ngược kỹ thuật các hệ thống quang khắc vốn được ASML tinh chỉnh qua nhiều thập kỷ, với mức độ tích hợp cực cao giữa cơ khí chính xác, quang học, phần mềm điều khiển và vật liệu đặc biệt.
Sau khi xuất hiện các thông tin trên, ASML cũng lên tiếng cho biết:
“Việc muốn sao chép công nghệ của chúng tôi là điều có thể hiểu được, nhưng biến ý tưởng đó thành hiện thực thì tuyệt đối không hề dễ dàng.”
Vn-Z.vn team tổng hợp tham khảo
China reportedly has a prototype EUV machine built by ex-ASML employees - Engadget
Reuters reports that scientists in China have created a prototype of a machine that could eventually be used to produce semiconductor chips capable of powering AI.
www.engadget.com
