In het volgende vijfjarenplan van de Chinese regering moet lithografie centraal staan. Dat stellen verschillende topbestuurders van chipbedrijven in het land. Daarmee zou een alternatief moeten ontstaan voor ASML, monopolist op het gebied van geavanceerde lithografiemachines. Het is een reële verwachting dat er binnen vijf jaar grote stappen worden gezet, maar een ASML-equivalent zal langer duren.
De Reuters-berichtgeving citeert de opmerking van de topbestuurders dat ASML eigenlijk bovenal een system integrator is, met rond de 5.000 toeleveranciers en 100.000 componenten voor een enkel apparaat. De bekendste bedrijven op dat gebied zijn Duits lenzenmaker Carl Zeiss en landgenoot Trumpf, dat gespecialiseerd is in het bouwen van krachtige lasers om de chipontwerpen te etsen op silicium. Het is een minimale greep uit een berg niches die een equivalent van ASML’s apparatuur moet zien te beheersen.
Zhao Jinrong van Naura Technology Group, Chen Nanxiang van Yangtze Memory Technologies Corp en Liu Weiping van Empyrean Technology stellen desondanks dat China de uitdaging aan moet gaan. In het vakblad Science and Technology Review schetsen ze een blauwdruk voor een Chinese versie van ASML: een nationale integrator die budgetten en personeel van verschillende instellingen centraliseert.
Reden genoeg
De Chinese regering kan al rusten op verschillende successen. Optische systemen, het correct plaatsen van wafers waarop chips worden vervaardigd en de cruciale EUV-lichtbron zijn elk in verschillende geavanceerde stadia. Gezamenlijk zijn ze nog lang niet de optelsom die nodig is om ASML’s meest recente EUV-machines te kunnen vervangen of evenaren. Alles van EDA-software tot de silicium wafers en benodigde gassen is nog onvoltooid werk.
De Veldhovense chipmachinebouwer mag haar EUV-apparatuur niet verkopen in China. Dit is al een decennium het geval. Echter hebben Chinese chipbedrijven de oudere DUV-machines meer geavanceerde processoren laten bouwen dan voorheen mogelijk leek. De grens van 7 nanometer, normaliter de meeteenheid voor de kleinste features binnen chips die enkel met EUV te bereiken is, werd al benaderd.
Toch is de natuurkunde een beperking. Steeds verder in het lichtspectrum (en met steeds meer benodigde energie) kunnen kleinere details in chipontwerp gerealiseerd worden. High-NA EUV, de lichtbron waarop de huidige state-of-the-art ASML-machines vertrouwen, is simpelweg een doorontwikkeling van EUV, met Hyper-NA EUV in het vooruitzicht.
ASML als blauwdruk én doelwit
Vooralsnog zijn de Chinese ambities slechts dat: ambities om een werkelijke machine te realiseren. In de roadmap staan lithografiemachines niet eens expliciet vermeld. De voorsprong van ASML groeit daarnaast, zelfs als Chinese ingenieurs EUV-apparatuur werkzaam krijgen. Eerder deze maand berichtten we dat ASML de vermogensoutput van EUV-machines verhoogde naar 1.000 watt, wat de chipproductie tegen 2030 met 50 procent kan doen stijgen. Tegelijk verkent ASML uitbreiding naar advanced packaging en grotere AI-chips.
Halve wereld, maar niet de helft
China’s chipproductie bij de oudere 28nm-node en hoger vertegenwoordigt 33 procent van de mondiale capaciteit en is niet onderworpen aan beperkingen. Dat is een stevige basis, maar niet genoeg voor de AI-ambities van Beijing. De eerste commerciële 28nm-chips verschenen in het westen al in 2010, nog voordat EUV verscheen. Zoals eerder aangekaart: het bouwen van een EUV-machine vereist niet alleen technologie, maar een heel toeleveringsecosysteem van gespecialiseerde partijen. Fundamenteel moet China het vanzelfsprekend kunnen, deels door eigen ontwikkelingen, spionage van ASML en toeleveranciers en door het simpele feit dat de natuurkunde het toestaat.
De scheiding tussen China en het westen op het gebied van chipproductie blijkt hoe dan ook moeilijk omkeerbaar. Eind december verplichtte China chipfabrikanten al om bij capaciteitsuitbreiding minimaal de helft van hun apparatuur bij binnenlandse leveranciers af te nemen. Het vijfjarenplan dat premier Li Qiang donderdag presenteerde, noemt halfgeleiders een kernpijler van de industrie, naast luchtvaart en biotechnologie.