China werkt eraan om zijn afhankelijkheid van ASML op het gebied van geavanceerde halfgeleiderproductie te verminderen. Een van de grootste uitdagingen ligt niet alleen in het bouwen van een volledige lithografiemachine, maar vooral in het ontwikkelen van een van haar meest complexe componenten: de extreme ultraviolet (EUV) lichtbron. Diverse Chinese onderzoeksinitiatieven richten zich op verschillende architecturen voor het genereren van deze lichtsoort, hoewel er nog een aanzienlijke kloof bestaat ten opzichte van de prestaties die nodig zijn voor massaproductie van chips.
De essentie van de race China voor EUV-lithografie in 30 seconden
- ASML blijft de marktleider in EUV-lithografie, essentieel voor het maken van de meest geavanceerde chips.
- China ontwikkelt verschillende technologieën om 13,5 nm EUV-licht te genereren.
- Chinese onderzoeksinstituten experimenteren met plasmageneratie via laser en andere architecturen.
- De Chinese lichtbronnen halen momenteel tussen de 100 en 150 watt, terwijl ASML commercieel systemen van 600 watt heeft.
- ASML heeft een lichtbron van 1.000 watt gedemonstreerd, wat een grote technologische voorsprong betekent.
De race voor EUV-lichtbronnen kent een bijzondere eigenschap: het bouwen van een machine die licht projecteert op een wafer is niet genoeg. De wavelength van 13,5 nanometer vereist een uiterst complexe combinatie van lichtbronnen, optiek, vacuümtechniek, precisiebeheer en speciale materialen.
Al jaren ontwikkelt China eigen capaciteiten om deze afhankelijkheid te verminderen. Internationale restricties hebben ervoor gezorgd dat Chinese fabrikanten geen toegang hebben tot de commerciële EUV-systemen van ASML, waardoor zij alternatieven moesten ontwikkelen parallel aan de bestaande technologie.
Recente vorderingen wijzen erop dat de focus in Chinese strategieën vooral ligt op het ontwikkelen van een effectieve EUV-lichtbron. Echter, een laboratoriumdemo betekent nog niet dat er een productieklare machine bestaat die in grote hoeveelheden chips kan vervaardigen.
De lichtbron is een van de grote obstakels van EUV-technologie
EUV-lithografie gebruikt licht met een wavelength van 13,5 nm om extreem kleine structuren op siliciumwafer te geprinten. In tegenstelling tot andere lithografietechnieken kan dit licht niet gewoonweg met een standaardlamp worden gegenereerd.
ASML gebruikt een architectuur gebaseerd op laser-geïnduceerde plasma (LPP). Het systeem schiet korte laserpulsen op kleine druppels tin in vacuüm, waardoor een plasma ontstaat dat EUV-straling uitzendt. ASML legt uit dat haar commerciële systemen dit proces tienduizenden keren per seconde herhalen.
Het ontwikkelen van deze lichtbron kostte ASML veel tijd. Het EUV-programma begon meer dan twee decennia geleden, en men moest systematisch van lage vermogenbronnen evolueren naar systemen geschikt voor industriële productie.
In 2018 behaalde ASML 250 watt, wat een productiecapaciteit van ongeveer 125 wafers per uur mogelijk maakte. Later werden systemen ontwikkeld van 500 watt en in 2025 demonstreerde men een lichtbron van 1.000 watt. Hoewel deze laatste nog niet productieklaar is, toont dit de evolutiemogelijkheden van hun technologie aan.
Dit historisch overzicht onderstreept de enorme uitdaging waar China voor staat.
Twee hoofdroutes voor EUV-lichtgeneratie
Chinese teams onderzoeken verschillende benaderingen. Volgens een analyse gepubliceerd door The Diplomat hebben onderzoekers van het Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics en het Harbin Institute of Technology prototypes ontwikkeld met diverse methoden.
De ene richt zich op plasma gegenereerd met laser, de andere op een door laser aangestuurde ontladingsarchitectuur. Beide methoden streven ernaar om voldoende EUV-radiatie te produceren bij 13,5 nm, met een efficiëntie en stabiliteit die voor industriële productie geschikt zijn.
Publicaties in 2026 tonen dat de Chinese onderzoeksgemeenschap ook vordert in de fundamentele fysica hiervan. Zo demonstreren onderzoekers van Shanghai Jiao Tong University EUV-radiatie bij 13,5 nm door gebruik te maken van een vast-lasersysteem op 2 micron om tinplasma te exciteren. De efficiëntie van conversie van elektrische energie naar EUV lag toen rond 0,3%.
Een andere studie van augustus, uitgevoerd door wetenschappers van het Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, richt zich specifiek op de precisiecontrole van laserbelading op druppels in plasma-gebaseerde EUV-systemen.
Deze onderzoeksresultaten wijzen op actieve wetenschappelijke en technologische inspanningen, maar betekenen nog niet dat een commerciële EUV-lichtbron van gelijke kwaliteit als die van ASML binnen handbereik is.
De kloof tussen prototype en industriële productie blijft groot
De beschikbare gegevens laten duidelijk zien waar de grootste moeilijkheden liggen.
Volgens The Diplomat bevindt de kracht van de Chinese bronnen zich momenteel rond de 100-150 watt, nog ver onder de 250 watt die ASML in 2017 behaalde en ver weg van de 600 watt van haar huidige commerciële systemen.
Potentie is niet het enige probleem. Factors als conversie-efficiëntie, plasmaintegriteit, pulsfrequentie, controle over tin-druppels, contaminatie, en het vermogen om lange productieperioden te handhaven, zijn cruciaal voor het al dan niet succesvol maken van een systeem voor massaproductie.
Een lichtbron die in het laboratorium genoeg EUV-straling produceert, is nog niet per definitie geschikt voor het vervaardigen van miljoenen chips onder productiestandaardieuwen.
Daar ligt de kern van de technologische race: Het genereren van EUV betekent niet automatisch dat je een volledige EUV-hoeveelheidsmachine hebt gebouwd.
China moet ook het volledige systeem verder ontwikkelen. De EUV-licht moet via uiterst precieze optics naar de wafer worden geleid, omdat EUV-straling door bijna alle materialen wordt geabsorbeerd. ASML gebruikt multi-laags spiegels die met extreme precisie worden gefabriceerd, samen met ZEISS voor dit onderdeel.
Het volledige scanner systeem omvat bovendien bewegingsmechanismen, vacuümtechniek, elektrische besturing, metrologie, software en duizenden gespecialiseerde componenten.
De Chinese strategie omvat ook diepe ultraviolet lithografie (DUV)
Niet alleen EUV-ontwikkeling is een prioriteit. China zet ook gelijktijdig in op diepe ultraviolet (DUV) lithografie, een oudere maar nog steeds essentiële technologie voor chipfabricage.
Reuters berichtte in juli dat China intern ontwikkelde immersiesystemen voor DUV-machines begint te produceren. De eerste volumes blijven beperkt, met circa vijf systemen in 2026 en ongeveer twintig in 2027. Deze systemen blijven minder presterend en betrouwbaar dan die van ASML.
Deze aanpak is logisch vanuit een industrieel perspectief. Zelfs zonder EUV kunnen Chinese fabrikanten DUV en technieken zoals multipatterning toepassen om bepaalde geavanceerde chips te vervaardigen, zij het met hogere kosten en lagere productiviteit.
Het ontwikkelen van een interne DUV-industrie helpt ook bij het opbouwen van toeleveranciers, optische systemen, lasers, precisiesystemen en integratie-ervaring die later nuttig kunnen blijken bij een EUV-platform.
De ontwikkeling van de lichtbron is dus slechts één onderdeel binnen een veel grotere strategie van technologische zelfvoorziening.
ASML vergroot continu de capaciteit van haar lichtbronnen
Terwijl China haar technologische kloof probeert te dichten, verbetert ASML haar EUV-platform voortdurend.
In 2025 demonstreerde het een lichtbron van 1.000 watt en gaf aan dat hogere vermogens de hoeveelheid wafers per uur kunnen verhogen. In februari 2026 berichtte Reuters dat ASML verwacht dat verdere verbeteringen ongeveer 330 wafers per uur mogelijk maken in 2030, tegenover circa 220 in de huidige systemen, hoewel dit nog toekomstmuziek is voor de technologische ontwikkeling.
Daarnaast bereidt ASML samen met TSMC de overgang voor naar 12-inch maskers voor High-NA EUV-systemen. Een pilotlijn wordt gepland voor 2031, met systemen voor geavanceerde productie vanaf 2033.
Samsung sluit zich hierbij aan en plant High-NA EUV te gebruiken in toekomstige generaties van DRAM-fabricage.
Hieruit blijkt dat de technologische strijd niet alleen gaat over het bouwen van de eerste Chinese EUV-lichtbron. Terwijl Chinese programma’s proberen een initieel productieniveau te bereiken, werken ASML en haar klanten al aan de volgende generatie van EUV-technologie.
China ontwikkelt dus haar eigen route naar EUV, met speciale aandacht voor de lichtbron. Maar voorlopig bevindt het zich nog in de onderzoeks- en prototypingfase. De grote uitdaging is nu om aan te tonen dat deze lichtbronnen voldoende vermogen, efficiëntie, stabiliteit en betrouwbaarheid kunnen bieden in volledige systemen voor industriële productie.
Veelgestelde vragen
Waarom is de lichtbron zo belangrijk in een EUV-machine?
Omdat EUV-lithografie 13,5 nm straling moet genereren met voldoende kracht en stabiliteit om circuits op siliciumwafer op industriële schaal te printen. Het is een van de meest complexe technologische onderdelen van het systeem.
Heeft China al een commerciële EUV-machine?
De beschikbare gegevens tonen niet dat China momenteel beschikt over een EUV-machine op hetzelfde niveau als die van ASML. Het Chinese ontwikkelingsproces bevindt zich nog in de prototypingsfase en experimentatie.
Welke kracht halen de Chinese EUV-lichtbronnen?
De recente analyses melden ongeveer 100 tot 150 watt, al variëren de cijfers afhankelijk van de onderzoekslijn. Deze kunnen niet gezien worden als consistente, commerciële platforms.
Welke kracht heeft ASML bereikt?
ASML behaalde 250 watt in 2018, ontwikkelde vervolgens systemen van 500 watt en demonstreerde een lichtbron van 1.000 watt in 2025. Dit laatste vereist nog verdere ontwikkeling voordat het commercieel beschikbaar is.