В Китае создали суверенный твердотельный источник света для EUV-литографов — лучше, чем у ASML

Китайская академия наук представила прототип твердотельного лазера, способного генерировать излучение в экстремальном ультрафиолетовом (EUV) диапазоне. Разработка, опубликованная в журнале «Lasers», знаменует собой важный шаг в обходе западных санкций, блокирующих поставки голландских литографов ASML. Если коммерциализация технологии окажется успешной, это может кардинально изменить баланс сил на глобальном рынке полупроводников, лишив США и их союзников ключевого рычага давления на технологический сектор КНР.

Твердотельный лазер против CO₂: смена поколений

Сердцем современных EUV-литографов, которые производят чипы по нормам менее 7 нм, являются мощные газовые лазеры на углекислом газе (CO₂). Однако, по мнению экспертов, эта технология близка к потолку своих возможностей. Главные недостатки — низкая эффективность (около 5%) и огромные габариты. Твердотельные лазеры, напротив, компактны и потенциально более эффективны, но до недавнего времени их мощности (1–10 Вт) не хватало для промышленной литографии, где требуются сотни ватт.

Команда под руководством Линя Наня, бывшего руководителя отдела источников света ASML, сосредоточилась на решении именно этой проблемы. Им удалось добиться рекордной для Китая конверсионной эффективности в 3,42% на длине волны 1 мкм.

Прорыв в эффективности: кто впереди?

Достижение китайских учёных выглядит особенно впечатляюще на фоне мировых конкурентов. Показатель в 3,42% превосходит результаты голландских исследователей (3,2% в 2019 году) и швейцарской команды из ETH Zurich (1,8% в 2021 году). В исторической ретроспективе впереди остаются лишь две лаборатории: Университет Центральной Флориды (4,9% в 2007 году) и Университет Уцуномия в Японии (4,7%).

Для понимания масштаба: коммерческие CO₂-лазеры, используемые в литографии сегодня, демонстрируют эффективность около 5,5%. Таким образом, твердотельная технология вплотную приблизилась к индустриальному стандарту, открывая путь к созданию более компактных и менее энергоёмких литографических машин.

Пока что мощность прототипа недостаточна для прямой засветки пластин. Однако, как отмечают авторы работы, такие лазеры уже сейчас могут применяться для вспомогательных операций — например, для контроля качества EUV-масок или тестирования радиационной стойкости материалов. Это позволяет начать отработку технологии без создания полноценного литографа.

Соединённые Штаты ввели эмбарго на поставку в Китай оборудования для производства микросхем по нормам менее 14 нм. ASML, монополист на рынке EUV-литографов, под давлением Вашингтона прекратила отгрузку своих машин китайским заказчикам. В ответ Пекин запустил масштабную программу импортозамещения, ключевым элементом которой является проект создания отечественного EUV-источника на базе твердотельных лазеров. Работа Линя Наня — прямой результат этой стратегии, показывающий, что даже без доступа к передовым западным технологиям Китай способен находить альтернативные инженерные решения.

Успешная коммерциализация твердотельных EUV-лазеров может не только снизить зависимость китайской полупроводниковой индустрии от импорта, но и сделать саму технологию литографии более доступной. Компактность и потенциально более низкая стоимость эксплуатации таких лазеров способны демократизировать рынок производства чипов, что в долгосрочной перспективе подорвёт монополию ASML и изменит всю архитектуру глобальных цепочек поставок микроэлектроники.