Prinano, công ty có sở tại Hàng Châu, vừa thông báo trên tài khoản WeChat hôm 5/6 rằng họ đã chế tạo được tấm bán dẫn chip quang đường kính 8 inch mà không dùng tới máy quang khắc cực tím sâu (DUV). Thay vì chiếu các họa tiết mạch lên tấm bán dẫn qua hệ thống thấu kính quang học, công nghệ in dập nano (NIL) của hãng dập trực tiếp các cấu trúc kích thước nano lên bề mặt, giống như cách một con dấu in hình lên giấy.
Prinano cho biết quy trình này được thực hiện cùng công ty Litra Technology ở Thâm Quyến, sử dụng thiết bị in dập nano PL-AS hoạt động theo nguyên lý đệm khí chân không. Theo hãng, phương pháp này hạ chi phí sản xuất xuống còn khoảng một phần mười so với cách làm truyền thống, tức rẻ hơn chừng 90%.
Tuyên bố xuất hiện giữa lúc các nhà sản xuất chip Trung Quốc liên tục tìm hướng đi thay thế, trong bối cảnh họ bị chặn tiếp cận máy quang khắc tối tân của ASML, hãng cung ứng đến từ Hà Lan.
![Công ty Trung Quốc tuyên bố làm chip quang không cần máy quang khắc DUV]( "Công ty Trung Quốc tuyên bố làm chip quang không cần máy quang khắc DUV") |
| Hình ảnh minh họa nột tấm wafer chip quang tử. Ảnh: Phòng thí nghiệm Ayar |
Tìm lối đi vòng qua máy quang khắc
Chip quang phục vụ các lĩnh vực như truyền dẫn cáp quang, cảm biến, lidar và trung tâm dữ liệu. Khác với chip điện tử thông thường, loại chip này xử lý thông tin bằng ánh sáng thay vì tín hiệu điện.
Prinano khẳng định công nghệ của họ làm chủ được khâu sản xuất ở cấp độ cả tấm bán dẫn, áp dụng được cho các thiết bị truyền thông quang và cảm biến chế tạo trên nền gali arsenua, indi phosphua và silic quang. Hãng nói thiết bị PL-AS đạt độ phân giải đường nét dưới 10 nanomet, đồng thời kiểm soát áp lực đều khắp tấm bán dẫn, giúp giữ sai lệch độ dày lớp dư dưới 2 nanomet.
Tuy vậy, công ty chưa công bố sản lượng, tỷ lệ thành phẩm đạt chuẩn hay số liệu giao hàng cho khách. Đây là những con số quyết định một công nghệ có thực sự dùng được trong sản xuất hàng loạt hay không.
Giới chuyên môn từ lâu xem in dập nano là phương án thay thế khả dĩ cho quang khắc quang học, bởi nó tạo ra được những chi tiết siêu nhỏ mà không cần hệ thống quang học đắt đỏ. Giáo sư Stephen Y. Chou của Đại học Princeton đi tiên phong nghiên cứu hướng này từ thập niên 1990. Ông Cát Hải Hùng, nhà sáng lập Prinano, từng học dưới sự hướng dẫn của giáo sư Chou trước khi lập công ty năm 2017 để phát triển thiết bị, vật liệu và quy trình NIL.
Vẫn còn dấu hỏi về khả năng mở rộng
Sự quan tâm dành cho in dập nano tăng lên những năm gần đây khi các hãng chip săn tìm cách sản xuất rẻ hơn. Năm 2023, Canon ra mắt hệ thống NIL thương mại và quảng bá nó như lựa chọn thay thế cho một số dòng máy quang khắc cao cấp.
Dù hứa hẹn, các nhà phân tích vẫn hoài nghi liệu công nghệ này có đạt tốc độ sản xuất và tỷ lệ thành phẩm mà ngành bán dẫn quy mô lớn đòi hỏi hay không. Hãng nghiên cứu SemiAnalysis từng lưu ý rằng tuy thiết bị NIL có thể rẻ hơn máy quang khắc tối tân, bài toán kinh tế cuối cùng còn phụ thuộc vào tỷ lệ lỗi, chi phí chế tạo khuôn dập, năng suất và mức độ tích hợp vào dây chuyền.
Điểm đáng chú ý là Prinano nhắm vào chip quang chứ không nhắm tới bộ xử lý logic hay chip AI tối tân, lựa chọn khiến con đường thương mại hóa dễ đi hơn. Chip quang thường dựa trên các cấu trúc nano lặp lại như cách tử, ống dẫn sóng và vòng cộng hưởng, vốn hợp với kiểu sản xuất bằng cách dập khuôn.
Công ty nói công nghệ đã chuyển sang giai đoạn kiểm chứng sản xuất ở cấp tấm bán dẫn. Tuy nhiên, đến nay chưa có bên thứ ba độc lập nào xác nhận tỷ lệ thành phẩm, mức độ triển khai thương mại hay quy mô sản xuất thực tế của hãng.
