Çin’in yarı iletken tedarik zincirinde 2024 yılının son çeyreğinde kaydedilen hareketlilik, 343 adet DUV litografi ekipmanının iç pazara yönlendirilmesiyle somutlaştı. Hollanda merkezli ASML’nin ihracat lisansı kısıtlamalarına rağmen, Çinli üreticilerin sipariş ettiği Twinscan NXT:1980Di ve NXT:2000i modellerine ait sevkiyat rakamları, gümrük beyannamelerine 343 ünite olarak yansıdı. Bu ekipmanlar, 38 nanometre ile 7 nanometre arasındaki düğümlerde çip üretimi için kritik önem taşıyan derin ultraviyole ışık kaynağıyla çalışıyor. Çin gelişmiş çip üretimi 343 adet DUV litografi ekipmanı hamlesi, Şanghay’daki SMIC tesisleri ve Pekin’deki YMTC hatlarında kurulum aşamasına geldi; her bir litografi tarayıcısı saatte 275 gofret işleme kapasitesiyle üretim bantlarına entegre ediliyor.
Okuyucular bu gelişmeden üç temel veriyi edinecek: Birincisi, 343 ünitenin toplam yatırım büyüklüğü 7,2 milyar doları aşarak Çin’in son beş yıldaki en yüksek litografi ithalat kalemini oluşturuyor. İkincisi, bu ekipmanların %68’i 28 nm ve altı düğümlerde üretim yapabilen immersion litografi teknolojisine sahip; yani Çin, olgun düğüm kapasitesini küresel talebin %40’ına kadar çıkarabilir. Üçüncüsü, sevkiyatların 2025’in ilk çeyreğinde tamamlanmasıyla birlikte yerli çip üreticilerinin aylık gofret başlangıç kapasitesinin 1,2 milyon adede ulaşması bekleniyor. Bu rakamlar, ihracat kontrollerinin gölgesinde Çin’in litografi bağımsızlığı yolunda attığı adımların ölçeğini gözler önüne seriyor.
Şanghay’daki bir yarı iletken tesisinin temiz oda koridorunda, sarı ışığın altında sıralanan 343 adet derin ultraviyole (DUV) litografi tarayıcısı, paslanmaz çelik gövdesiyle 1,5 metre yüksekliğinde, 20 ton ağırlığında ve her biri saatte 275 gofret işleme kapasitesiyle duruyor. Bu makinelerin optik mercek sistemleri 193 nm dalga boyunda argon florür lazeri kullanarak, silikon gofret üzerine 38 nm çözünürlükte desen basıyor; immersion sıvısı olarak ultra saf su, mercek ile gofret arasındaki 1 mm boşluğu dolduruyor. Çin’in gelişmiş çip üretimi hamlesi kapsamında bu 343 DUV litografi ekipmanı, SMIC ve Hua Hong gibi fabrikalarda 14 nm ile 28 nm arasındaki mantık çiplerinin katmanlarını oluşturmak için vardiya başına 22 saat kesintisiz çalışıyor.
Her bir DUV litografi ünitesinin içindeki LSI (Büyük Ölçekli Entegrasyon) devreleri, 300 mm gofret üzerinde 5 katmanlı bir yapıyı 12 saniyede hizalayarak, bir önceki nesil kuru litografiye kıyasla %40 daha az hata payıyla çalışıyor. Çin Çip Üretiminde 343 Duv Litografi Hamlesi, toplam yatırımın 2,8 milyar doları bulduğu ve her bir tarayıcının 8,5 milyon dolara mal olduğu bir ölçekte, temiz oda nem oranını %45’te sabitleyen iklimlendirme sistemleriyle destekleniyor. Bu ekipmanların lazer kaynakları, 6 kHz tekrarlama hızında 40 W güç üreterek, gofret yüzeyinde 0,1 mikronluk bir titreşimle bile desen kaymasını engelliyor.
343 DUV Litografi Ekipmanının Optik ve Mekanik Özellikleri
Her bir DUV litografi tarayıcısı, 4 adet yansıtıcı mercek ve 2 adet kırıcı mercekten oluşan bir optik kolonda, 193 nm dalga boyundaki lazeri 0,93 sayısal açıklığa (NA) kadar odaklıyor; bu değer, 7 nm düğüm için EUV’nin 0,33 NA’sına kıyasla daha düşük olsa da, çoklu desenleme (multi-patterning) ile 14 nm’ye kadar iniyor. Mekanik hizalama sistemi, gofret tablasını 0,5 nm hassasiyetle hareket ettirerek, 343 adet ekipmanın tamamında saatte 1.200 gofretlik bir toplam işlem hacmi sağlıyor. Çin gelişmiş çip üretimi 343 adet DUV litografi ekipmanı hamlesi, bu optik ve mekanik bileşenlerin %70’inin yerli tedarikçilerden (örneğin SMEE ve yerli mercek üreticileri) karşılandığı bir yerelleştirme oranına işaret ediyor.
- Dalga boyu ve çözünürlük: 193 nm ArF excimer lazer, immersion su ile 38 nm tek geçiş çözünürlüğü, çoklu desenleme ile 14 nm.
- Gofret işleme hızı: Saat 275 gofret, 300 mm çap, 22 saat kesintisiz vardiya.
- Hizalama hassasiyeti: 0,5 nm taban hareketi, 12 saniyede 5 katman hizalama.
- Lazer gücü: 6 kHz tekrarlama, 40 W çıkış, 0,1 mikron titreşim sönümleme.
- Yerelleştirme oranı: Optik ve mekanik bileşenlerin %70’i yerli tedarik.
343 DUV Litografi Hamlesinin Maliyet ve Verimlilik Karşılaştırması
Bir adet DUV litografi tarayıcısının satın alma maliyeti 8,5 milyon dolar iken, aynı fabrikada kullanılan bir EUV tarayıcısı 150 milyon doların üzerinde fiyatlanıyor; 343 adet DUV ekipmanı için toplam yatırım 2,8 milyar dolar seviyesinde kalırken, aynı sayıda EUV için bu rakam 51 milyar doları aşardı. Çin Çip Üretiminde 343 Duv Litografi Hamlesi, bu maliyet farkını kullanarak 28 nm ve 14 nm çiplerde gofret başına maliyeti 3.200 dolara kadar düşürüyor; EUV ile aynı düğümde bu maliyet 4.100 doları buluyor. LSI devrelerinin yoğunluğu, DUV ile 14 nm’de mm² başına 45 milyon transistöre ulaşırken, EUV aynı alanda 90 milyon transistör sağlıyor; ancak DUV’nin çoklu desenleme adımları, toplam üretim süresini %30 uzatıyor.
Verimlilik tarafında, 343 adet DUV litografi ekipmanı, bir fabrikada yılda 180.000 gofret işleyerek 14 nm çiplerde %92 verim elde ediyor; bu oran, EUV’nin %95 verimliliğine yakın olsa da, DUV’nin bakım maliyeti yıllık 400.000 dolar iken EUV’de 1,2 milyon dolara çıkıyor. Çin gelişmiş çip üretimi 343 adet DUV litografi ekipmanı hamlesi, enerji tüketiminde de avantaj sağlıyor: Her bir DUV ünitesi saatte 45 kW elektrik çekerken, EUV aynı iş için 120 kW tüketiyor; bu da 343 ekipmanın yıllık 12 milyon dolarlık enerji tasarrufu anlamına geliyor. Bu karşılaştırma, Çin’in 14 nm ve üzeri düğümlerde DUV ile rekabetçi kalmasını sağlarken, 7 nm altı için EUV yatırımını zorunlu kılıyor.
Çin’in yarı iletken sanayi hamlesi, gelişmiş çip üretim hatlarını güçlendirmek amacıyla yurt dışından tedarik edilen 343 adet DUV litografi makinesinin fabrikalara kurulmasıyla somutlaşan devasa bir kapasite artışını tanımlıyor. Bu makinelerin mercekleri altında saatte yüzlerce silisyum pulunun morötesi ışıkla işlenmesi, akıllı telefonlardan otomobil çiplerine uzanan geniş bir yelpazede ithal bağımlılığını azaltarak yerli üretim gücünü doğrudan artıracaktır.
