Trung Quốc và SMIC N+2 chip 7 nanomet

Tiến trình 7 nanomet
con số chỉ mang tính quảng cáo những sản phẩm chip đang dần cải thiện mức tiêu thụ điện, hiệu năng hoặc "diện tích bề mặt"
hiểu nghĩa đen thì 7 nanomet vô nghĩa không giải thích bất cứ chiều dài không gian vật lý nào
con số chỉ nói lên rằng chip mới cải thiện được 70% so với thế hệ tiền nhiệm là sản phẩm 10 nanomet
và sản phẩm 10 nanomet thì 70% cải thiện hơn thế hệ 14 nanomet
TSMC gọi tiến trình 7 nanomet của công ty là N7

SMIC N+2
tiến trình của SMIC đặt tên là N+2 là kế tục tiến trình N+1 ra mắt tháng 10 năm 2020
cả hai tiến trình dùng quang khắc nhúng DUV khắc nhiều lần, là cách mà nhiều xưởng đã lựa chọn áp dụng trước khi xuất hiện EUV
N+2 của SMIC có thể sử dụng EUV và công ty [SMIC] cũng đã thử mua thiết bị của ASML để xài nhưng Mỹ đã đặt lệnh cấm công nghệ này, chặn mất lối phát triển này
SemiAnalysis của TechInsights viết rằng N+2 phải 99% giống với N7 của TSMC
nghĩa là, kích cỡ đo lường của bóng bán dẫn - cái thứ hình dạng giống vây (tay bơi) của con cá, gọi là FinFEST - và sắp đặt của chúng [bóng bán dẫn] là giống nhau
TSMC bán ra chip N7 số lượng lớn năm 2018 nghĩa là SMIC muốn bán số lượng lớn chip cùng thế hệ với N7 thì cũng đã muộn 4 đến 6 năm
dù N+2 vẫn là một trong tiến trình tiên tiến nhất của bất cứ xưởng nào từng bán cho khách nhưng chưa chắc khả thi thương mại nếu không có EUV
công nghệ nhúng 193 nanomet và khắc nhiều lần vẫn dùng được để fab chip ở những tiến trình tiên tiến hơn N7
tháng 1 năm 2022 giám đốc nghiên cứu phát triển, tiến sĩ Burn Lin huyền thoại của TSMC cha đẻ của quang khắc nhúng 193 nanomet, trả lời phỏng vấn rằng SMIC có thể fab chip ngang ngửa N5 mà chỉ cần kỹ thuật khắc nhiều lần không cần EUV nhưng quy mô không lớn
vấn đề là liệu tiến trình của họ [SMIC] có thể có tỷ lệ đạt ở quy mô đủ lớn
Samsung đã ra mắt nhiều tiến trình xử lý thực sự tiên tiến nhưng sản phẩm chip chưa đạt đủ tỷ lệ đạt [yield]
yield nghĩa là sản phẩm có thể được dùng và thử quy mô
Intel vẫn nổi tiếng là đã vật lộn phấn đấu từ tiến trình tương đương 10 nanomet lên tiến trình 7 nanomet mà không có EUV
TSMC chào bán loạt N7 mà không đả động rắc rối gì và N+2 là tiến trình rất giống N7 nên có lẽ đường cong học tỷ lệ đạt [yield learning] cũng giống
thị trường đã khác năm 2018
xưởng có EUV sẽ có lợi thế kinh tế hơn xưởng chỉ có DUV
một tiến trình cỡ N7 chỉ có kỹ thuật khắc nhiều lần sẽ bị những hạn chế sản xuất gây hạn chế nghiêm trọng về mặt thiết kế [cho các nhà thiết kế]
một sản phẩm không được lý tưởng lắm
N+2 có khả thi thương mại không trong thị trường lớn? Trong thị trường mở thì có lẽ là không
đã có tiến trình hiệu năng cao hơn N7 như N6 của TSMC cải tiến và trang bị EUV

HiSilicon và SMIC
có thể SMIC đang kỳ vọng N+2 là sản phẩm chỉ bán ở Trung Quốc
N+2 có thể đã xâm phạm bí quyết thương mại N7 của TSMC
năm 2002 và 2006 TSMC kiện thành công ra toà án Mỹ để được lệnh cấm nhập khẩu những sản phẩm của SMIC được chế tạo sử dụng bí quyết thương mại của TSMC
lần này TSMC có thể làm tương tự và nếu thành công sẽ loại bỏ được khả dĩ N+2 của SMIC làm sản phẩm xuất khẩu và để lại lựa chọn duy nhất cho thị trường nội Trung Quốc và xuất sang những đất nước thân thiện
SMIC có muốn xuất sang quốc gia như Mỹ - đã nhấn mạnh trong báo cáo tài chính mới nhất - nhưng có lẽ không đặt hết trứng vào thị trường ấy
ngành thiết kế chip Trung Quốc đã tiến bộ lớn kể từ vụ kiện TSMC-SMIC giữa thập niên 2000
ngành đã tinh vi hơn và công nghiệp điện tử Trung Quốc đã trưởng thành
dễ thấy công ty HiSilicon - cánh tay thiết kế chip chủ lực của Huawei và từng là công ty bán dẫn lớn nhất Trung Quốc - sẽ muốn sử dụng N+2 cho những vi xử lý di động hiệu năng cao cho những sản phẩm điện thoại nổi tiếng và chip máy chủ cho dịch vụ điện toán đám mây
chưa kể HiSilicon là một trong những khách sộp của TSMC bên cạnh Apple - xưởng đã fab cho HiSilicon loạt chip Kirin 980 và 985 và 990 sử dụng tiến trình N7
thậm chí một số tay đào Bitcoin đã dùng N+2
SMIC có lẽ đang động đến tổ kiến lửa nhưng có lẽ đáng vì HiSilicon và Huewei là khách sộp đặt mua đơn hàng lớn có thể mang lợi thế quy mô cho xưởng [SMIC] và học tỷ lệ đạt nhanh [yield optimize]
HiSilicon và SMIC sẽ là bộ đôi đáng gờm
với đủ sản lượng, N+2 sẽ được cải thiện
năm 2018 TSMC bán ra hàng triệu đĩa wafer N7 cho khách như Apple trước khi EUV xuất hiện và nhờ đó cũng đã tiến bộ [dù chưa có EUV]
SMIC chắc hẳn cũng sẽ làm được

Động lực
Trung Quốc đặt việc sản xuất bán dẫn tiên tiến làm ưu tiên chính sách từ lâu, căn bản là từ thập niên 2000
khác biệt hiện nay là: Liang Mong-Song đồng giám đốc điều hành của SMIC là người cũ của TSMC và nổi tiếng sáng dạ về kỹ thuật, khó tính và lập trường tránh né chạy theo tiến trình mới nhất
năm 2017 Liang gia nhập SMIC sau khi rời Samsung và mang theo 200 nhân viên nghiên cứu phát triển quốc tịch Đài Loan và Hàn Quốc và ngay lập tức tái định vị lại công ty từ một nhà sản xuất hạng hai thành một gã khổng lồ tiến trình tiên tiến
miễn là Liang làm đồng CEO của SMIC - tương lai chưa chắc vì lịch sử nhảy việc của ông - SMIC tiếp tục đẩy lên tiến trình mới nhất
Intel nên trải thảm đỏ mời ông này và đội của ông này về Mỹ

Quốc gia Vùng Vịnh
Ả-rập đang chi hàng trăm triệu đôla vào một giải đấu gôn
Abu Dhabi đặt cược 10 tỷ đôla vào GlobalFoundries

Cấm DUV
được tiếp cận công nghệ quang khắc mới nhất là trọng yếu cho cuộc trường chinh của SMIC đến với công nghệ tiên tiến nhất
tin mới đây rằng chính phủ Mỹ đang thúc giục ASML của Hà Lan và Nikon của Nhật Bản chặn xuất khẩu những máy quang khắc DUV nhúng sang Trung Quốc
động thái chính phủ Mỹ vào thời điểm bán ra N+2 có lẽ không phải tình cờ
Mỹ từ lâu đã chặn xuất khẩu và bán hàng những máy EUV đến Trung Quốc
máy quang khắc nhúng sử dụng nước và dung dịch để cải thiện cấu hình của công nghệ tia laser argon florua 193 nanomet lâu đời - công nghệ gọi là "khô"
DUV là hòn đá tảng của nền sản xuất bán dẫn hiện đại và đã khá "trưởng thành"
mẫu đầu tiên ra mắt năm 2003
ngày nay chỉ ASML và Nikon bán máy quang khắc nhúng
máy argon florua 193 nanomet khô có thể được chỉnh sửa thành máy quang khắc nhúng, chỉ mất chưa đến 5 năm, nhưng cần nỗ lực kỹ thuật và chuyên môn lớn
ngành bán dẫn phương Tây chuyển đổi từ "khô" sang quang khắc nhúng thế hệ đầu tiên đã mất 2 đến 3 năm
một tiến trình cỡ N7 sẽ cần những kỹ thuật nhúng tinh diệu hơn nữa nêu lâu hơn nữa
hiện tại Nhật Bản và Hà Lan chưa quyết định lệnh cấm nào
chính phủ Trung Quốc vẫn đang đáp trả với nhấn mạnh vào bất bình đẳng và chơi xấu
thị trường tự do nhưng châu Âu thì vẫn bảo vệ ngành xe ôtô và Trung Quốc bảo vệ ngành viễn thông và internet và Mỹ thì đã bảo vệ ngành máy tính kể từ hồi chiến tranh lạnh đến giờ
những hiệp ước kiểm soát xuất khẩu đã cản trở các công nghệ Mỹ cập bến những quốc gia thù nghịch, đã gây tranh cãi nhiều thập kỷ
các nhà nghiên cứu chính sách và diễn đàn Internet vẫn đang tranh luận về hiệu quả của những chính sách bảo hộ ấy
ví dụ: nếu cấm xuất khẩu công nghệ quang khắc nhúng 193 nanomet mà lại không cấm cả công nghệ argon florua khô thì chỉ tốn thêm SMIC 4 đến 6 năm đạt đến tiến trình tiên tiến
một lệnh cấm cũng chỉ kích thích thêm đầu tư đáng kể vào quang khắc nội Trung, trước hết là đầu tư vào thiết bị để bảo trì thiết bị nhúng hiệu hữu và sau đó là quá trình tuỳ chỉnh máy từ "khô" sang "nhúng"
nếu thành thạo, kinh nghiệm chuyên môn có thể được nâng tầm lên thành một hệ thống mạch lạc hơn
công ty như thế liệu có bán được một hệ thống hoàn thiện sánh ngang ASML hay Nikon hay không?
khoảng cách có lẽ còn lớn hơn ước tính, nhiều năm, nhưng hoàn toàn có thể [đủ động lực bao gồm khách hàng người dùng cuối và đầu tư chính phủ]

Kết
một tiến trình 7 nanomet "chuẩn" quy mô lớn và tỷ lệ đạt tốt là một thành tựu của ngành sản xuất tiên tiến Trung Quốc
chỉ 3 công ty khác từng tiến bộ lên được mức quy mô và phức tạp naý
Mỹ không thể làm được nhiều, bất cứ lệnh cấm "nhúng" nào được đưa ra cũng không tạo được sát thương lâu mà chỉ có thể duy trì và có thể kéo rộng một chút khoảng cách bán dẫn Mỹ-Trung
chính quyền [Mỹ] có lẽ biết và sẽ tận dụng ít năm khoảng cách ấy, giống như đã làm với các công ty đối thủ Nhật Bản trước đây, hiện giờ các công ty Mỹ có lẽ sẽ lại nỗ lực tiến lên, không thể chỉ khóc lóc cậy nhờ chính phủ áp lệnh bảo hộ công nghệ và cấm bán thiết bị sản xuất