Глобальні перегони у сфері напівпровідників досягли критичної точки, де фізичні обмеження кремнію стикаються з жорсткими геополітичними бар'єрами. Доступ до EUV-літографії перетворився на ключовий інструмент економічного тиску, фактично відрізаючи цілі регіони від найсучасніших техпроцесів. За таких обставин Китай змушений переосмислити фундаментальні підходи до розробки мікросхем, щоб забезпечити власний технологічний суверенітет. Останні досягнення китайських науковців пропонують сміливий сценарій: досягнення 3-нанометрової точності за допомогою застарілого обладнання та складних інженерних рішень.
Сучасна індустрія мікроелектроніки опинилася в заручниках однієї технології — екстремального ультрафіолету (EUV). Саме ці установки дозволяють «викреслювати» на кремнієвій пластині структури настільки малі, що вони вимірюються одиницями нанометрів. Однак жорсткі експортні обмеження перетворили обладнання ASML на недоступний ресурс для китайських виробників, створивши технологічний глухий кут. У відповідь на це Інститут мікроелектроніки Китайської академії наук (IMECAS) запропонував стратегію обходу: використання глибокого ультрафіолету (DUV), який технічно обмежений довшою хвилею випромінювання, але доступний всередині країни.
Ключем до успіху став перехід на транзистори з круговим затвором (Gate-All-Around, GAA). На відміну від традиційних структур, де затвор контролює канал із кількох сторін, у GAA затвор повністю охоплює канал, що дозволяє радикально зменшити витоки струму та підвищити енергоефективність навіть за менш точної літографії. Це не заміна самому методу друку схем, а фундаментальна зміна геометрії самого транзистора.
Реалізація 3-нанометрового класу за допомогою DUV-установок потребує застосування методу багаторазового експонування. Якщо EUV дозволяє створити складний малюнок за один прохід, то DUV змушує інженерів розділяти один шар на кілька етапів, використовуючи серію масок і повторних циклів засвітки. З технічної точки зору це перетворює виробництво на надскладний багатошаровий пазл. Кожен додатковий цикл експозиції збільшує ймовірність помилки при суміщенні шарів, що неминуче призводить до падіння виходу придатних кристалів і різкого зростання собівартості кожного чипа.
Світовий досвід підтверджує життєздатність GAA: Samsung уже впровадила цю конструкцію у свої 3-нм рішення, а TSMC робить на неї ставку в техпроцесі N2 (2 нм). Однак для Китаю завдання ускладнюється тим, що їм доводиться імітувати точність EUV за допомогою інструментів, які для цього не призначалися.
Попри теоретичний успіх, шлях від лабораторного прототипу до масового виробництва залишається тернистим. Створення одиничних робочих транзисторів — це лише перший крок. Справжній виклик полягає у створенні повноцінного технологічного стека: формуванні міжз'єднань, забезпеченні стабільності параметрів на всій площі пластини та досягненні промислового рівня виходу придатних виробів. Без цього технологія залишиться академічним досягненням, що не здатне конкурувати з комерційними рішеннями.
Паралельно з пошуком нових методів літографії, китайські дослідники працюють над апаратною базою. У 2025 році було представлено розробку твердотільного джерела когерентного випромінювання з довжиною хвилі 193 нм. Це критично важливий компонент для DUV-систем, який у перспективі може знизити залежність від зарубіжних постачальників компонентів і стати фундаментом для власних літографічних сканерів.
Одночасно з цим Huawei Technologies розвиває альтернативну концепцію масштабування, відому як Tau Scaling Law. Замість того щоб намагатися фізично зменшити розмір транзистора до меж 1,4 нм, компанія робить ставку на підвищення щільності обчислень через структурні зміни та часове масштабування. Мета амбітна: до 2031 року досягти еквівалентної щільності транзисторів, порівнянної з найпередовішими світовими стандартами, але зробити це шляхом інтелектуальної оптимізації системи, а не лише за рахунок фізичного стиснення елементів.
Таким чином, стратегія Китаю перетворюється на багаторівневу гру. Поки одні намагаються «витиснути» максимум із доступного DUV-обладнання через складні інженерні надбудови, інші шукають способи обійти закон Мура, переносячи акцент із фізичного розміру на архітектурну ефективність.
Криза безпеки втіленого інтелекту
