Huawei และ SMIC สะเทือนวงการ ผลิตชิป 5nm โดยไม่ใช้ EUV ได้สำเร็จ?

แหล่งข่าวจากช่อง CCTV ของจีนรายงานว่า ชิป Kirin X90 ที่ใช้ใน Huawei MateBook Pro รุ่นใหม่ อาจเป็นชิปที่ผลิตบนกระบวนการ 5nm N+3 node ของ SMIC ซึ่งเดิมทีเราเชื่อกันว่าผลิตได้แค่ระดับ 7nm เท่านั้น เนื่องจากจีนไม่สามารถนำเข้าเครื่อง EUV จากบริษัท ASML ได้อีกต่อไป จากการคว่ำบาตรของสหรัฐอเมริกาและเนเธอร์แลนด์

จากรายงานข่าวตั้งแต่ปีที่แล้ว มีการพบว่าบริษัทผู้ผลิตชิปรายใหญ่ที่สุดของจีนอย่าง SMIC (Semiconductor Manufacturing International Corporation) ซึ่งปัจจุบันครองตำแหน่งโรงงานผลิตชิปอันดับ 3 ของโลก พยายามเดินหน้าต่อด้วยการพัฒนาชิปในมาตรฐานระดับ 5nm ออกมาโดยไม่ใช้ EUV (Extreme Ultraviolet Lithography) ซึ่งเป็นเทคโนโลยีที่สำคัญอย่างยิ่งในการผลิตชิปให้สำเร็จ

พวกเขาได้ย้อนกลับไปใช้เทคโนโลยี DUV (Deep Ultraviolet Lithography) ซึ่งเป็นเทคโนโลยีฉายแสงแบบเก่า ที่มีความยาวคลื่นอยู่ที่ 193 นาโนเมตร (EUV มีความยาวคลื่นเพียง 13.5 นาโนเมตร) ซึ่งตามหลักการแล้วไม่ควรสามารถใช้ผลิตชิปความละเอียดระดับ 5nm ได้ เนื่องจากความยาวคลื่นของ DUV ใหญ่เกินไปและทำให้เกิด “ความเบลอ” ในลวดลายที่พิมพ์ลงบนเวเฟอร์

แต่วิธีที่ SMIC เลือกใช้คือการ “ยิงหลายรอบ” (multi-patterning) เพื่อให้ได้ลวดลายที่เล็กลง และชัดเจนจนมากพอ และมากับข้อเสียคือต้นทุนสูง ใช้เวลานาน และมีอัตราสำเร็จ (yield) ที่ต่ำมาก

ข้อมูลจากนักวิเคราะห์ระบุว่า SMIC ผลิตเวเฟอร์ชิประดับ 5nm ได้เพียง 3,000 แผ่นต่อเดือน และมีอัตราผลิตสำเร็จเพียง 20% เท่านั้น ขณะที่โรงงานทั่วไปต้องมีอัตรา yield ไม่น้อยกว่า 70% จึงจะเป็นผลลัพท์ที่นำเข้าสู่กระบวนการผลิตระดับส่งออกสู่ตลาดได้จริง

แม้ตัวเลข yield จะยังห่างไกลจากคำว่า “คุ้มทุน” แต่ความสามารถในการพัฒนาเทคโนโลยีระดับนี้โดยไม่พึ่งอุปกรณ์จากตะวันตก อาจทำให้ สหรัฐอเมริกาเกิดความกังวลได้ว่า Huawei และรัฐบาลจีนจะสามารถพัฒนาเทคโนโลยีชั้นสูง อย่างชิป AI หรือชิปทางการทหาร ได้แม้อยู่ภายใต้การแบน

แม้จะไม่มีการยืนยันอย่างเป็นทางการ แต่ข้อมูลจากผู้ปล่อยข้อมูลชื่อดังอย่าง @zephyr_z9 ได้ออกมาระบุข้อมูลของชิป Kirin X90 ที่ผลิตออกมาสำเร็จและถูกใช้ใน Huawei MateBook Pro รุ่นใหม่ มีความหนาแน่นทรานซิสเตอร์อยู่ที่ 125 ล้านทรานซิสเตอร์ต่อตารางมิลลิเมตร ซึ่งนับว่าใกล้เคียงกับมาตรฐานชิป 5nm ของบริษัท Samsung Foundry ที่ทำได้อยู่ราว 125 ล้านต่อตารางมิลลิเมตร และต่างจากของ TSMC เล็กน้อย ประมาณ 138 ล้านต่อตารางมิลลิเมตร

ที่น่าสนใจคือความสำเร็จนี้เกิดขึ้นได้จากการใช้เครื่อง DUV ไม่ใช่ EUV

ปัจจุบันเทคโนโลยี EUV มีเพียง ASML จากเนเธอร์แลนด์เท่านั้นที่ผลิตได้ และต้องได้รับการอนุมัติจากรัฐบาลสหรัฐและเนเธอร์แลนด์ในการส่งออกไปยังประเทศอย่างจีน ด้วยเหตุผลด้านความมั่นคง จีนจึงยังไม่สามารถเข้าถึงเครื่อง EUV และต้องพึ่งพาเครื่อง DUV รุ่นเก่าที่ซื้อไว้ก่อนถูกแบนในปี 2020 เท่านั้น

กรณีนี้อาจกลายเป็นจุดเปลี่ยนสำคัญของสงครามเทคโนโลยีระหว่างจีนกับตะวันตก เพราะหากจีนสามารถพัฒนาเทคโนโลยีล้ำสมัยด้วยทรัพยากรจำกัดได้สำเร็จจริง ก็อาจลดอิทธิพลของการแบนทางเทคโนโลยีในอนาคต และเปลี่ยนสมดุลของอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์โลกไปอย่างสิ้นเชิง

phonearena