China neemt sprongetje in technologie: Eerste productie van EUV-fotorisistenten
Introductie
China heeft een grote stap gezet in de strijd om technologische soevereiniteit op het gebied van halfgeleiders. Tijdens de Innovatie- en Ontwikkelingsconferentie voor Geïntegreerde Circuits 2025, gehouden in Wuxi (provincie Jiangsu), werd de lancering aangekondigd van het eerste nationale project dat in staat is om geavanceerde resins en fotoprotectors voor EUV-lithografie te produceren. Deze ontwikkeling, gericht op MOR-technologie (Metal Oxide Resist), stelt China in staat een van de meest kritieke componenten in het ecosysteem van chips van 5 nanometer en kleiner te domineren, en dat als het eerste land buiten de invloedsfeer van ASML en zijn partners.
De context: EUV-lithografie, de technologische grens
EUV-lithografie (Extreme Ultraviolet Lithography) is het proces waarmee de fijnste patronen op siliciumwafers worden gegraveerd, waardoor de productie van chips met transistors op nanoschaal mogelijk wordt. Tot nu toe was deze technologie praktisch volledig in handen van het Nederlandse ASML, dat de meest geavanceerde belichtingsmachines ontwikkelt, samen met een handvol Japanse en Amerikaanse leveranciers die gespecialiseerd zijn in materialen.
Hoewel vaak de machine zelf — de EUV Twinscan van ASML — wordt benadrukt, zijn de fotorisistenten even essentieel: zonder hen is het onmogelijk om de EUV-straling van 13,5 nm golflengte te gebruiken voor het nauwkeurig afdrukken van structuren op atomaire schaal.
De sprong naar MOR: verder dan traditionele CAR’s
De huidige fotorisistenten voor DUV (Deep Ultraviolet) zijn gebaseerd op CAR (Chemical Amplified Resist)-verbindingen. Hoewel deze materialen effectief zijn, vertonen ze beperkingen voor de resolutie die vereist is voor de overgang naar nodes van 5 nm, 3 nm of minder.
De nieuwe ontwikkeling die in Wuxi werd aangekondigd, richt zich op de MOR (Metal Oxide Resist)-fotorisistenten, die op basis van metalen oxiden zijn gemaakt en de volgende voordelen bieden:
- Hogere resolutie: verminderde afstand tussen transistorgates.
- Lagere defectpercentages: vermindering van belichtingsfouten.
- Hogere stabiliteit: betere respons op EUV-licht en de daaropvolgende etsniveaus.
China streeft er niet alleen naar om zelfvoorzienend te worden in een strategisch materiaal, maar ook om gelijke tred te houden met de meest geavanceerde oplossingen wereldwijd.
Twee strategische projecten in Wuxi
Tijdens de conferentie werden twee innovatielijnen gepresenteerd die de roadmap van het land in EUV-materialen markeren:
Pilotlijn voor MOR EUV-fotorisistenten: het eerste nationale project dat in staat is om grondstoffen, formulering en applicatie van metalen oxiden te beheersen.
Pilotlijn voor EUV-resins met continue flowsynthese: een uniek project in China dat een stabiel polymerisatieproces toepast via geavanceerde syntheseapparatuur.
Beide projecten maken deel uit van de strategie voor technologische zelfvoorziening in halfgeleiders en zijn ontworpen om de afhankelijkheid van import te verminderen en de nationale productiecapaciteit op topniveau te versnellen.
Impact op geavanceerde geheugens en logica
De impact van de nieuwe MOR-fotorisistenten gaat verder dan chips van 5 nm en 3 nm. Ook in de geheugenindustrie wordt hun toepassing verwacht:
- DRAM: begint EUV al aan te nemen om de grootte te verminderen en de prestaties te verbeteren.
- NAND Flash: hoewel het nog niet op grote schaal EUV vereist, is dit onvermijdelijk voor toekomstige generaties met hoge dichtheid.
Deze sprong zal Chinese fabrikanten helpen om de technologische kloof te verkleinen ten opzichte van leiders zoals Samsung, SK Hynix of TSMC.
De geopolitieke uitdaging
De aankondiging valt in een context van sterke internationale druk. De Verenigde Staten en hun bondgenoten hebben exportbeperkingen opgelegd op geavanceerde EUV-apparatuur naar China, met als doel de vooruitgang van het land in de geavanceerde halfgeleidertechnologie te beperken.
De eigen ontwikkeling van materialen zoals de MOR-fotorisistenten vormt een kritieke schakel in het verminderen van die afhankelijkheid, hoewel de grootste uitdagingen blijven liggen bij de belichtingsmachines, een gebied waarin ASML een voorsprong van minimaal tien jaar behoudt.
Toch wijzen analisten erop dat het beheersen van sleutelmaterialen China meer speelruimte kan bieden, aangezien lithografie niet alleen afhankelijk is van de machine; elke laag van een chip vereist een volledige keten van zeer gespecialiseerde processen en verbruiksgoederen.
Vooruitkijken
De weg zal niet gemakkelijk zijn. Het beheersen van de industriële productie van EUV MOR-fotorisistenten vereist:
- Stabiliteit van processen in massale volumes te waarborgen.
- Extreem hoge zuiverheden in chemische verbindingen te bereiken.
- Samen te werken met de wereldwijde waardeketen om compatibiliteit in foundries te certificeren.
Toch markeert het project in Wuxi een keerpunt: voor het eerst positioneert China zich op het gebied van geavanceerde EUV-materialen, met een voorstel dat zich kan meten met dat van Japan en de Verenigde Staten.
Conclusie
De oprichting van het eerste Chinese centrum voor de ontwikkeling van MOR EUV-fotorisistenten vertegenwoordigt een mijlpaal in de zoektocht naar technologische soevereiniteit. Hoewel het land nog steeds afhankelijk is van de import van geavanceerde lithografische apparatuur, is de inzet om kritische materialen te beheersen een strategische stap die zijn rol in de wereldwijde halfgeleiderketen kan herdefiniëren.
De toekomst van de industrie zal niet alleen afhankelijk zijn van de vooruitgang in machines, maar ook van de capaciteit van elk land om te innoveren in chemische materialen die verdere miniaturisatie van transistors mogelijk maken. In dat spel heeft China net een belangrijke zet gedaan.