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Am Stand der Firma Langdao Silex auf der 26. China International Industry Fair (CIIF) steht ein Gerät, das noch nicht fertig ist: ein Lasersystem, das Zinntröpfchen bis zu 20.000-mal pro Sekunde beschießt. Das Unternehmen ist erst zwei Jahre alt, und es will eine passende Lichtquelle für heimische Lithografie-Systeme liefern.
Sur le stand de Langdao Silex, à la 26e China International Industry Fair (CIIF), se trouve un appareil qui n'est pas encore achevé : un système laser qui tire sur des gouttelettes d'étain jusqu'à 20 000 fois par seconde. L'entreprise n'a que deux ans et souhaite fournir une source de lumière adaptée aux systèmes de lithographie nationaux.
Das Prinzip orientiert sich am Marktführer ASML. Ein Laser trifft ein Zinntröpfchen, das Zinn wird so heiß, dass es zu Plasma wird, und dieses Plasma sendet extrem-ultraviolettes Licht aus. Dieses Licht, mit einer Wellenlänge von 13,5 Nanometern bei ASML, wird über zahlreiche Spiegel auf eine Maske gelenkt, die die Transistorpläne trägt, und von dort auf den Siliziumwafer projiziert. Jedes Spiegelelement schluckt Licht, deshalb kommen am Wafer nur wenige Watt an. Bei ASML liefert der Laser, ein CO₂-Laser von Trumpf, ausgehend von wenigen Watt über fünf Verstärkerstufen 40.000 Watt. Das Ergebnis sind 600 Watt EUV-Lichtleistung, und das komplette Konstrukt wiegt mehr als 17 Tonnen.
Le principe s'inspire du leader du marché, ASML. Un laser frappe une gouttelette d'étain, l'étain est chauffé au point de devenir du plasma, et ce plasma émet une lumière extrême ultraviolette. Cette lumière, d'une longueur d'onde de 13,5 nanomètres chez ASML, est dirigée par de nombreux miroirs vers un masque qui porte les plans des transistors, puis projetée sur la plaquette de silicium. Chaque élément de miroir absorbe de la lumière, c'est pourquoi seuls quelques watts parviennent au wafer. Chez ASML, le laser, un laser CO₂ de Trumpf, part de quelques watts et atteint 40 000 watts après cinq étages d'amplification. Le résultat est une puissance lumineuse EUV de 600 watts, et l'ensemble pèse plus de 17 tonnes.
Der chinesische Prototyp, der FlintNano LPP-OXXO, kommt auf mehr als 15 Watt EUV-Leistung. Ob diese Zahl vergleichbar ist, bleibt offen: Die Firma nennt keine Wellenlänge, und die Angabe stammt von ihr selbst. Laut Berichten räumten auch Mitarbeiter am Stand ein, dass die Serienreife noch drei bis fünf Jahre entfernt ist. Die größten Probleme sind laut Messepersonal die Ausgangsleistung und die Langzeitstabilität; der Hersteller selbst nennt einen Dauerbetrieb von mehr als 100 Stunden. Die Laser sollen zu 90 Prozent aus chinesischen Komponenten bestehen.
Le prototype chinois, le FlintNano LPP-OXXO, atteint plus de 15 watts de puissance EUV. Il reste impossible de dire si ce chiffre est comparable : l'entreprise ne communique pas de longueur d'onde, et l'information provient d'elle seule. Selon des rapports, des employés présents sur le stand ont reconnu que la maturité industrielle se situait encore à trois à cinq ans. Les principaux problèmes sont, selon le personnel du salon, la puissance de sortie et la stabilité à long terme ; le fabricant lui-même annonce un fonctionnement continu de plus de 100 heures. Les lasers devraient être composés à 90 % de composants chinois.
Was heißt das konkret? Für chinesische Chiphersteller und Maschinenbauer ist der Prototyp ein Signal: Die Lieferkette soll nicht länger allein beim niederländischen Konzern liegen, der wegen der Exportbeschränkungen nur ältere Systeme verkaufen darf. Für Nutzer von Smartphones und Computern ändert sich vorerst nichts. ASML und seine Partner brauchten mehrere Jahre, um EUV-Lithografie überhaupt langzeittauglich zu machen, unter anderem gegen Verunreinigungen durch Zinnspritzer und den starken Verschleiß der Belichtungsmasken. Ein Prototyp mit 15 Watt ist davon noch ein gutes Stück entfernt.
Qu'est-ce que cela signifie concrètement ? Pour les fabricants chinois de puces et de machines, le prototype est un signal : la chaîne d'approvisionnement ne devrait plus dépendre uniquement du groupe néerlandais, qui, en raison des restrictions à l'exportation, ne peut vendre que des systèmes plus anciens. Pour les utilisateurs de smartphones et d'ordinateurs, rien ne change pour l'instant. ASML et ses partenaires ont eu besoin de plusieurs années pour rendre la lithographie EUV véritablement fiable sur la durée, notamment face aux contaminations causées par les projections d'étain et à l'usure rapide des masques. Un prototype de 15 watts en est encore loin.
Der Zeitrahmen ist deshalb der eigentliche Maßstab. Zeiss-Chef Frank Rohmund, dessen Firma als einzige weltweit die hochreinen Spiegel für ASML herstellt, schätzt, dass bis China alle Komponenten in Serie fertigen und die Produktionsprobleme gelöst hat, noch 15 Jahre vergehen könnten. Für die Lichtquelle von Langdao Silex heißt das: Ein Ergebnis in der Messehalle ist ein erster Schritt, ob daraus Produktionssysteme werden, entscheidet sich über Jahre.
Le calendrier est donc le véritable critère. Frank Rohmund, PDG de Zeiss, dont l'entreprise est la seule au monde à fabriquer les miroirs ultrapurs destinés à ASML, estime qu'il pourrait encore falloir 15 ans avant que la Chine ne fabrique tous les composants en série et ne résolve les problèmes de production. Pour la source de lumière de Langdao Silex, cela signifie qu'un résultat présenté dans un hall d'exposition constitue un premier pas : savoir si cela deviendra des systèmes de production se décidera sur plusieurs années.