Китайский стартап заявил о запуске первой в мире пилотной линии по выпуску 8-дюймовых 2D-полупроводников

Китайская компания Yuanjiwei из Шанхая объявила о запуске, как утверждается, первой в мире пилотной производственной линии по выпуску полупроводниковых структур на основе двумерных (2D) материалов на 8-дюймовых пластинах. По заявлению разработчиков, новая технология в перспективе может позволить создавать современные микросхемы без использования установок экстремальной ультрафиолетовой литографии (EUV), доступ к которым для Китая ограничен экспортными санкциями.

В настоящее время оборудование EUV считается ключевым элементом производства наиболее передовых кремниевых микросхем. Ограничения на поставки таких установок стали одним из главных препятствий для развития китайской полупроводниковой отрасли. В Yuanjiwei считают, что использование двумерных материалов способно предложить альтернативный путь развития микроэлектроники.

Современная полупроводниковая промышленность постепенно приближается к физическим ограничениям традиционного кремния. На протяжении десятилетий производительность микросхем увеличивалась за счёт уменьшения размеров транзисторов. Однако по мере приближения их размеров к атомному масштабу производство становится всё более сложным и дорогостоящим.

Кроме того, у сверхминиатюрных кремниевых транзисторов усиливаются токи утечки, когда электрический ток продолжает проходить даже при выключенном состоянии элемента. Это приводит к дополнительному энергопотреблению и выделению тепла.

Одним из наиболее перспективных направлений исследований считаются двумерные полупроводники — материалы толщиной всего в один или несколько атомных слоёв. Благодаря своей структуре они способны сохранять высокие электрические характеристики даже при дальнейшем уменьшении размеров транзисторов.

Председатель совета директоров Yuanjiwei Бао Вэньчжун заявил, что атомарная толщина таких материалов потенциально позволит создавать более компактные транзисторы без необходимости применять всё более сложные конструкции, характерные для современных кремниевых технологий.

Ещё одним потенциальным преимуществом называют возможность эффективного использования двумерных материалов в многослойных трёхмерных микросхемах. За счёт минимальной толщины отдельных слоёв теоретически можно размещать больше электронных компонентов в одном корпусе, увеличивая вычислительную производительность и плотность памяти.

Несмотря на значительный интерес научного сообщества, исследования двумерных полупроводников продолжаются уже более десяти лет, однако переход от лабораторных образцов к промышленному производству остаётся одной из наиболее сложных задач.

По данным Yuanjiwei, компания разработала не новый материал, а полный технологический процесс, позволяющий организовать промышленный выпуск таких устройств. Новая пилотная линия объединяет все основные этапы производства — от подготовки двумерных материалов до изготовления готовых полупроводниковых приборов.

Кроме того, производственная линия поддерживает финальную стадию проектирования микросхемы перед запуском её в производство, когда разработка полностью завершается и проект передаётся изготовителю.

Как отмечают в компании, именно отсутствие полноценного производственного цикла долгое время оставалось одним из главных препятствий для практического применения двумерных полупроводников. Большинство предыдущих исследований ограничивалось демонстрацией работоспособности технологии в лабораторных условиях.

В Yuanjiwei рассчитывают, что созданная пилотная линия позволит отработать промышленные процессы и в дальнейшем перейти к выпуску более сложных изделий. Компания заявляет о намерении к 2029 году освоить технологии, эквивалентные производству микросхем по нормам 5 нанометров, без использования EUV-литографии.

Проект реализуется на фоне масштабной программы Китая по снижению зависимости от зарубежных технологий в сфере микроэлектроники. После введения США и их союзниками ограничений на поставки современного оборудования Пекин значительно увеличил инвестиции в разработку собственных технологий производства полупроводников.

По данным Reuters, в этих работах участвуют университеты, государственные исследовательские центры, производители оборудования и предприятия полупроводниковой отрасли. Один из источников агентства ранее заявил, что долгосрочной целью является создание полного цикла производства современных микросхем на оборудовании китайской разработки.

Вместе с тем специалисты отмечают, что до коммерческого внедрения двумерных полупроводников ещё предстоит решить большое количество технических задач. Производство современных микросхем считается одним из самых сложных технологических процессов, а успешные лабораторные эксперименты далеко не всегда удаётся масштабировать до промышленного уровня.

Эксперты также обращают внимание, что для массового выпуска подобных изделий необходимо развитие всей производственной цепочки — от получения материалов до оборудования, программного обеспечения и упаковки готовых микросхем. Поэтому говорить о скором переходе на новую технологию пока преждевременно.

Тем не менее запуск пилотной линии можно рассматривать как попытку перевести исследования двумерных полупроводников из лабораторий в промышленную плоскость. Если заявленные технологии подтвердят свою эффективность, Китай может получить альтернативный путь создания современных микросхем без использования наиболее дефицитного оборудования западного производства.