Chip-Lithografie: China nähert sich angeblich der Serienreife

Ambitionen in der Halbleiterfertigung

Die globale Halbleiterindustrie blickt derzeit mit erhöhter Aufmerksamkeit auf China. Aktuelle Berichte deuten darauf hin, dass das chinesische Start-up Shanghai Aishengna Electronic Technology Group in die Phase der Serienproduktion von Lithografiesystemen eintreten könnte. Diese Meldungen hatten unmittelbare Auswirkungen auf den Aktienmarkt und ließen den Börsenkurs des niederländischen Branchenführers ASML zeitweise deutlich nachgeben.

Die Faktenlage bleibt jedoch, wie bei ähnlichen Ankündigungen in der Vergangenheit, äußerst lückenhaft. Selbst unter optimistischen Annahmen ist eine vollständige technologische Unabhängigkeit der chinesischen Chipindustrie von westlichen Zulieferern in naher Zukunft nicht zu erwarten.

Der Fokus auf DUV-Immersionssysteme

Im Zentrum der Spekulationen stehen sogenannte DUV-Immersionssysteme (Deep Ultraviolet). Diese Maschinen nutzen Licht mit einer Wellenlänge von 193 Nanometern. Das Besondere an der Immersionstechnik ist der Einsatz einer Flüssigkeit – meist hochreines Wasser – zwischen dem letzten Linsenelement und dem Silizium-Wafer. Diese Flüssigkeit bricht das Licht und ermöglicht eine präzisere Auflösung bei der Belichtung der Wafer.

Während für hochmoderne Chips unterhalb der 7-Nanometer-Grenze zunehmend EUV-Systeme (Extreme Ultraviolet) mit einer Wellenlänge von 13,5 Nanometern erforderlich sind, spielen DUV-Systeme weiterhin eine zentrale Rolle. Sie werden für weniger komplexe Lagen der Halbleiterbauteile eingesetzt, die auch bei modernen Prozessoren für die Stromversorgung und Signalverbindung benötigt werden. Da ASML als einziger Hersteller von EUV-Anlagen aufgrund internationaler Exportbeschränkungen den chinesischen Markt nicht bedienen darf, sind chinesische Unternehmen wie SMIC oder Huawei auf alternative Lösungen angewiesen.

Technologische Hürden und Marktbedeutung

Das Unternehmen Aishengna, das erst im August 2023 gegründet wurde, soll laut Berichten in diesem Jahr fünf DUV-Immersionssysteme fertigen können, mit einer geplanten Steigerung auf 20 Einheiten bis 2027. Experten ordnen diese Zahlen jedoch als sehr gering ein. Selbst wenn diese Maschinen funktionsfähig wären, könnten sie den Bedarf großer chinesischer Akteure wie Huawei, SMIC oder CXMT bei weitem nicht decken.

Zudem bleibt die technische Leistungsfähigkeit der Systeme ungeklärt. Ein kritischer Faktor bei der Lithografie ist die Präzision der Wafer-Ausrichtung. Moderne Maschinen von ASML erreichen hier eine Genauigkeit im Bereich weniger Atome, was für das sogenannte Multi-Patterning – das mehrfache Belichten derselben Struktur, um feinere Details zu erzielen – essenziell ist. Ob die chinesische Entwicklung diese Präzision erreicht, ist bisher nicht belegt.

Einordnung der aktuellen Entwicklung

Die aktuelle Nachrichtenlage erinnert stark an frühere Berichte über andere chinesische Firmen wie Yuliangsheng, bei denen bereits vor Jahren Prototypen für 28-nm-Strukturen thematisiert wurden. Die engen personellen und räumlichen Verbindungen zwischen Aishengna und Yuliangsheng lassen auf eine Fortführung dieser Bemühungen schließen.

Für die chinesische Chipfertigung bleibt der Weg steinig. Da die Ausbeute bei der Nutzung älterer DUV-Systeme durch Multi-Patterning-Verfahren ohnehin geringer ausfällt, ist der Einsatz solcher Maschinen derzeit nur durch massive staatliche Subventionen wirtschaftlich darstellbar. Die kommenden Monate werden zeigen müssen, ob Aishengna tatsächlich in der Lage ist, eine nennenswerte Anzahl an Systemen zu liefern, die den hohen Anforderungen der Halbleiterfertigung gerecht werden oder ob es sich lediglich um einen begrenzten Testlauf handelt.