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Ricercatori cinesi studiano un metodo per realizzare transistor GAA della classe 3 nm usando apparecchiature DUV, senza ricorrere alla litografia EUV. Il processo è ancora preliminare e richiede numerose esposizioni e lavorazioni, ma rappresenta un possibile percorso per produrre chip avanzati nonostante le restrizioni sulle tecnologie occidentali.
I ricercatori cinesi hanno delineato un percorso per la produzione di transistor da 3 nm utilizzando la litografia a ultravioletti profondi (DUV) invece della più moderna EUV. Lo sviluppo è attualmente in una fase iniziale e non è pronto per la produzione di massa, ma dimostra che la Cina continua a cercare modi per produrre semiconduttori avanzati senza accesso alle attrezzature occidentali più recenti.
L’Istituto di microelettronica dell’Accademia cinese delle scienze (IMECAS) ha sviluppato un processo tecnologico preliminare per la fabbricazione di transistor a griglia circolare (gate-all-around, GAA) utilizzando esclusivamente attrezzature DUV disponibili. La notizia è stata riportata dal South China Morning Post, citando un discorso dell’ingegnere capo dell’istituto Ye Tianchun.
Il GAA non rappresenta una sostituzione della litografia EUV, ma una struttura di transistor in cui la griglia circonda il canale su tutti i lati. Per ottenere strutture corrispondenti alla classe da 3 nm con la DUV è necessario un multiplo pattern sulla piastra. Questo approccio richiede un maggior numero di esposizioni, maschere e operazioni tecnologiche, complicando così la produzione, aumentando i costi e creando ulteriori difficoltà con la precisione dell’allineamento degli strati e il rendimento dei cristalli buoni.
Il lavoro viene svolto in un contesto di restrizioni sulle forniture di attrezzature alla Cina. L’azienda ASML non può vendere ai clienti cinesi le apparecchiature litografiche EUV, utilizzate dai produttori per una produzione economicamente efficiente dei chip più avanzati. Teoricamente, alcuni strati critici possono essere formati anche con la DUV, ma l’esposizione multipla rende il processo tecnologico significativamente più complesso e costoso. I transistor GAA sono già utilizzati nella produzione in serie: Samsung ha iniziato a produrre chip da 3 nm con questa struttura nel 2022, e TSMC la utilizza nel suo processo tecnologico da 2 nm N2.
All’Accademia cinese delle scienze sottolineano che lo sviluppo è ancora lontano dalla produzione di massa. Secondo Ye Tianchun, le sue prospettive diventeranno più chiare solo dopo i test delle piastre sulle linee di produzione reali. Anche la produzione riuscita di singoli transistor GAA non significa che il processo tecnologico completo sia pronto: è necessario padroneggiare la formazione delle interconnessioni e di altri strati, ottenere un rendimento accettabile di cristalli buoni e garantire la stabilità della produzione.
Nel 2025, i ricercatori cinesi hanno anche presentato una sorgente a stato solido di radiazione coerente con una lunghezza d’onda di 193 nm, corrispondente a quella utilizzata nella litografia DUV moderna. Lo sviluppo è considerato come una possibile base per i componenti dei futuri sistemi litografici, ma da solo non rappresenta una sostituzione immediata delle sorgenti di radiazione e degli scanner industriali ASML.
Huawei Technologies sta sviluppando un proprio percorso per il ulteriore scaling dei chip. A maggio, l’azienda ha presentato il concetto di Tau Scaling Law, che prevede l’aumento della densità di calcolo attraverso modifiche architettoniche e il cosiddetto scaling temporale. Huawei prevede che entro il 2031 i suoi processori ad alte prestazioni potranno raggiungere una densità di transistor equivalente a quella prevista per il processo tecnologico da 1,4 nm. In questo caso, si parla di densità equivalente, non di padronanza della produzione fisica secondo gli standard da 1,4 nm.
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