Huawei và SMIC: Bước đột phá trong sản xuất chip Kirin 5nm bằng công nghệ quang khắc cũ

Trong nhiều năm qua, Huawei – một trong những tập đoàn công nghệ hàng đầu Trung Quốc – đã phải đối mặt với các lệnh trừng phạt nghiêm ngặt từ Mỹ, giới hạn khả năng tiếp cận công nghệ sản xuất chip tiên tiến, đặc biệt là các thiết bị quang khắc EUV (Extreme Ultraviolet Lithography) vốn được sử dụng để sản xuất chip dưới tiến trình 7nm.

Image credit-X

Công ty SMIC – đối tác sản xuất bán dẫn chính của Huawei – cũng chịu ảnh hưởng từ các lệnh hạn chế, không thể mua thiết bị EUV do chúng có chứa công nghệ từ Mỹ và Hà Lan. Trong bối cảnh đó, việc SMIC có thể sản xuất chip Kirin thế hệ mới với tiến trình 5nm mà không sử dụng EUV là một bước tiến mang tính đột phá.

Công nghệ DUV và giải pháp thay thế

Để thay thế cho công nghệ EUV, SMIC đã tận dụng công nghệ DUV (Deep Ultraviolet Lithography) – thế hệ quang khắc cũ hơn – kết hợp với kỹ thuật “multiple patterning” (chồng nhiều lớp mẫu mạch). Đây là phương pháp từng được sử dụng trước khi EUV ra đời, nhưng hiếm khi được áp dụng cho các tiến trình dưới 7nm do độ phức tạp và tỉ lệ lỗi cao.

Tuy nhiên, SMIC đã cho thấy rằng, với kỹ thuật tối ưu hóa và sự hỗ trợ từ Huawei, họ có thể đạt đến mật độ bóng bán dẫn tương đương 5nm – cụ thể là khoảng 125 triệu bóng bán dẫn trên mỗi mm², gần bằng mức của Samsung Foundry, dù vẫn kém hơn TSMC (138 triệu bóng/mm²).

Kirin X90: Thành quả ấn tượng

Sản phẩm đầu tiên được tích hợp con chip Kirin sản xuất bằng tiến trình mới này là Huawei MateBook Pro, chạy hệ điều hành HarmonyOS. Theo báo cáo, đây không phải là chip dùng cho smartphone mà là chip vi xử lý đa năng, tương thích với các ứng dụng văn phòng, học tập và công việc cơ bản.

Việc ứng dụng chip Kirin mới cho máy tính xách tay – thay vì điện thoại – có thể là chiến lược nhằm thử nghiệm khả năng xử lý, hiệu năng tiêu thụ và độ ổn định của dòng chip này trước khi đưa vào sản phẩm di động cao cấp.

Ý nghĩa chiến lược và định hướng tương lai

Việc Huawei và SMIC sản xuất thành công chip Kirin thế hệ mới bằng công nghệ không cần EUV có thể được xem là một chiến thắng kỹ thuật trước các lệnh cấm công nghệ của Mỹ. Điều này không chỉ thể hiện năng lực sáng tạo và linh hoạt của các kỹ sư Trung Quốc, mà còn cho thấy quyết tâm tiến tới tự chủ về công nghệ bán dẫn của quốc gia này.

Tuy nhiên, giới chuyên gia cũng lưu ý rằng việc dùng DUV và multiple patterning để thay thế EUV chỉ là giải pháp tạm thời. Phương pháp này yêu cầu quy trình sản xuất phức tạp, chi phí cao và hiệu suất thấp, dẫn đến nguy cơ khó mở rộng quy mô sản xuất hàng loạt.

Trung Quốc hiện đang đẩy mạnh đầu tư vào nghiên cứu các công nghệ thay thế EUV, điển hình như nanoimprint lithography (NIL) – một hướng đi tiềm năng có thể giúp vượt qua rào cản thiết bị từ phương Tây. Dù còn nhiều thách thức phía trước, Huawei và SMIC đã chứng minh rằng họ vẫn có thể tiến bước trong cuộc đua công nghệ toàn cầu mà không cần đến sự hỗ trợ từ các cường quốc công nghệ khác.