ادعى تقرير هذا الأسبوع أن مختبرًا سريًا في الصين تمكن من إجراء هندسة عكسية لماسح ضوئي للطباعة الحجرية بالأشعة فوق البنفسجية القصوى (EUV)، وهو أحد أكثر الآلات تعقيدًا على وجه الأرض، مما صدم العديد من مراقبي الصناعة. ومع ذلك، فمن المعروف أن أداة تصنيع رقائق الأشعة فوق البنفسجية التي تستخدم الأشعة فوق البنفسجية “فرانكنشتاين” في الصين تم تجميعها معًا من العديد من الأجزاء المتباينة وغير صالحة للتصنيع من أي نوع. في الواقع، لم تنتج التجربة حتى شريحة واحدة.
عندما تكون موجودًا لفترة طويلة بما فيه الكفاية في صناعة التكنولوجيا، فإن الشيء الوحيد الذي تتعلمه هو أن جميع الإنجازات التي تحدث حولك هي نتيجة لسنوات، إن لم يكن عقودًا، من العمل الشاق الذي قامت به فرق متعددة. وبعد ذلك، فإن جلب هذه الاكتشافات إلى الإنتاج الضخم يستغرق من خمس إلى عشر سنوات أخرى، اعتماداً على مشاركة الشركات الكبرى مثل شركة إنتل، والتي تعتبر مناسبة تماماً لترجمة الإبداعات العلمية إلى إنتاج في أسرع وقت ممكن. ولهذا السبب لا تزال آلة الأشعة فوق البنفسجية التجريبية في الصين بعيدة بعد سنوات عديدة عن إنتاج شريحة واحدة.
خرائط طريق Tom's Hardware Premium
التقرير عن آلة الطباعة الحجرية بالأشعة فوق البنفسجية ذات الهندسة العكسية والتي تنتج إشعاع الأشعة فوق البنفسجية باستخدام نفس طريقة البلازما المنتجة بالليزر ثاني أكسيد الكربون (LPP) التي تستخدمها ASML ذكرني بمشهد في فيلم كريستوفر نولان “أوبنهايمر”، عندما أشار لويس شتراوس إلى أن مخططات القنبلة النووية الأمريكية سُرقت بناءً على حقيقة أن الروس استخدموا جهاز انفجار البلوتونيوم، مثل ذلك الذي تم بناؤه في لوس ألاموس.
وفي الواقع، سرق الجواسيس السوفييت المخططات والمعلومات العلمية التفصيلية من مشروع مانهاتن الأمريكي. لكن بينما في حالة القنبلة الذرية، كانت هناك مخططات فعلية ومعلومات علمية مفصلة في لوس ألاموس، لذلك كان لدى سبعة جواسيس روس مدانين مكان يسرقون منه، ولا يوجد مخطط تفصيلي واحد لماسح ضوئي بالأشعة فوق البنفسجية، وفقًا لمصدر مطلع على الأمر.
قد يكون هذا صحيحًا، حيث إن منصة Twinscan NXE الحالية هي منتج تم تطويره في جميع أنحاء العالم بواسطة كوكبة من الشركاء. في حين أنه ليس هناك شك في أن الصين لديها شبكة تجسس واسعة النطاق، إلا أن سرقة المخططات من منشآت ASML المتعددة في جميع أنحاء العالم أمر صعب. الأمر الأكثر صعوبة هو سرقة مخططات الأجزاء من الآلاف من موردي ASML في جميع أنحاء العالم، ثم تجميع أداة الطباعة الحجرية العاملة بالأشعة فوق البنفسجية.
لإضافة بعض السياق، فإن Cymer – مخترع مصدر الضوء المستند إلى EUV LPP الخاص بشركة ASML – هي شركة أمريكية (تخضع لجميع ضوابط التصدير التي يمكن تخيلها) استحوذت عليها ASML في عام 2012. أصبحت Cymer الآن جزءًا داخليًا من سلسلة توريد ASML. وهو يوفر النظام الفرعي الكامل لتوليد الضوء بالأشعة فوق البنفسجية، بما في ذلك مصدر LPP (الذي يولد إشعاعًا بطول 13.5 نانومتر)، ونظام ليزر ثاني أكسيد الكربون عالي الأداء، وتوليد قطرات القصدير مع وحدة استهداف، ووحدة تخفيف الحطام، ومجمع إشعاع الأشعة فوق البنفسجية. تعد الأجهزة بحد ذاتها ثمينة، ولكن أيضًا البرامج الثابتة ذات الملكية الخاصة وبرامج التحكم وأدوات التشخيص المطلوبة لتقديم إشعاع EUV مستقر وعالي الأداء إلى الماسح الضوئي للتصنيع بكميات كبيرة (HVM) بشكل مستمر.
وحتى في ذلك الوقت، يعتمد مصدر الأشعة فوق البنفسجية الخاص بـ Cymer على مرآة عالية الدقة وفائقة الدقة، ومغطاة بطبقات متعددة من الموليبدينوم والسيليكون (Mo/Si) تم تطويرها وتصنيعها بواسطة شركة Carl Zeiss في ألمانيا. نظرًا لأن الأشعة فوق البنفسجية يمكن أن يمتصها أي شيء تقريبًا، فإنها تتطلب أيضًا مرايا متخصصة من شركة Carl Zeiss.
بدون البصريات المضيئة (التي تشكل الشعاع وتوحيده باستخدام المرايا ذات الأوجه) وبصريات الإسقاط (سلسلة من المرايا شبه الكروية للتصوير المخفض 4X – 8X مع أخطاء واجهة الموجة دون النانومتر)، فإن مصدر الأشعة فوق البنفسجية نفسه عديم الفائدة في عزلة. حتى لو تمكن المرء من سرقة مخططات بصريات كارل زايس، فإن تكرارها أمر صعب، إن لم يكن مستحيلاً، لأنه يتطلب أقصى قدر من الدقة، وفي الوقت الحالي، تعتبر كارل زايس الشركة الوحيدة في العالم التي يمكنها إنتاج مثل هذه الأجهزة البصرية الدقيقة.
هل يمكنك سرقة سلسلة توريد عالية التقنية بأكملها؟
وبعيدًا عن البصريات، تعتمد ASML على آلاف الموردين في جميع أنحاء الولايات المتحدة واليابان وأوروبا لتقديم أنظمة فرعية مهمة، والتي يتم دمجها بعد ذلك في جهاز واحد.
في الولايات المتحدة، يقوم قسم Cymer التابع لـ ASML بتطوير مصدر ضوء البلازما المنتج بالليزر، كما هو مذكور أعلاه. وتقوم الشركات اليابانية بتوريد مكونات ميكانيكية فائقة الدقة، وأجهزة استشعار، ومواد، بما في ذلك مقاومات الأشعة فوق البنفسجية، في حين توفر الشركات الأوروبية أنظمة فراغ، وهياكل دقيقة، ومواد متخصصة. يمتلك كل مورد تقنية معالجة خاصة لا تسيطر عليها شركة ASML نفسها بشكل كامل، مما يسلط الضوء على أن الطباعة الحجرية بالأشعة فوق البنفسجية لا يتم الحفاظ عليها في نهاية المطاف من قبل شركة واحدة، ولكن من خلال نظام بيئي تشكل تجربته الجماعية في الملكية الفكرية والتكامل واحدة من أعمق السلاسل التكنولوجية وأكثرها أهمية في صناعة أشباه الموصلات.
تتمثل قدرة ASML الأساسية في تنسيق هذا النظام البيئي ودمج عشرات الآلاف من الأجزاء المطورة خارجيًا مع أجهزتها وبرامجها الخاصة في آلة تعمل بتفاوتات على نطاق نانومتر في التصنيع بكميات كبيرة. ولذلك، فإن تكرار أداة الطباعة الحجرية بالأشعة فوق البنفسجية يتطلب أكثر بكثير من مجرد نسخ تصميم الماسح الضوئي (وهو أمر مستحيل لأنه لا يوجد مخطط واحد لآلة الأشعة فوق البنفسجية وتبذل الشركة قصارى جهدها للحفاظ على المعرفة بمهندسيها مجزأة الوحدة): فهو يتطلب إعادة إنشاء شبكة موردين عالمية كاملة، وثقافة التنمية المشتركة التي تربطها معًا من خلال مجموعات مثل imec (التي لم تعد تعمل مع العملاء الصينيين)، وعقود من التجربة والخطأ التي حولت الأنظمة الفرعية الهشة إلى أداة تستخدم على نطاق واسع. تستخدم في صناعة الرقائق بكميات كبيرة.
وبالنظر إلى تعدد استخدامات تصميم الماسح الضوئي الخاص بـ ASML، فضلاً عن انتشاره في جميع أنحاء الصناعة، هناك العديد من الثغرات في الحصول على أجزاء معينة من الآلات. عادة ما تقوم البنوك أو صانعو الرقائق ببيع معدات الطباعة الحجرية القديمة بالمزاد العلني، ويمكن العثور على قطع غيار للأدوات المتقدمة في الأسواق المفتوحة (حتى موقع eBay يقدم نتائج لقطع الغيار).
هناك شائعة إضافية تزعم أن الصين اعترضت مصدر إشعاع Cymer EUV أثناء عبوره، وسجلت أرقام الأجزاء، ثم حصلت عليها من بائعين مختلفين أو حصلت على أجزاء خردة مجددة، ثم قامت بتجميع آلة في مختبر سري. ونظرًا لأنه لا يمكن الحصول على جميع الأجزاء من السوق المفتوحة وحالتها غير معروفة، فإن أداة Frankenstein EUV هذه لا تعمل، وفقًا لـ رويترز.
ومع ذلك، لأن أدوات ASML مصممة بحيث يمكن صيانتها أو ترقيتها بسهولة في الميدان، ولأن قطع الغيار تبدو متاحة بسهولة، فقد تمكنت شركات تصنيع الرقائق الصينية – مثل SMIC – من ترقية بعض أدواتها الحالية باستخدام مكونات تم الحصول عليها من أطراف ثالثة. على سبيل المثال، حصلوا على بيانات أداء المسرح والتراكب لأدوات الطباعة الحجرية Twinscan NXT DUV لجعلها أكثر ملاءمة لإنتاج الرقائق في العقد المتقدمة، مثل تقنيات المعالجة من فئة 7 نانومتر. وغني عن القول أن مثل هذه الترقيات والأدوات Frankensteined قد لا تلبي جميع معايير ASML الصارمة للجودة والموثوقية. إذا قاموا بزيادة إنتاج SMIC من الرقائق المتقدمة بنسبة 10%، فقد تكون مثل هذه التعديلات تستحق المخاطرة.
تعمل الطبيعة المعيارية لمنصات Twiscan الخاصة بشركة ASML على تبسيط عمليات الإنتاج والترقية. ومع ذلك، فهذا يعني أيضًا أن العديد من هذه المكونات يمكن شراؤها من قبل مشترين غير مصرح لهم، مثل شركات تصنيع الرقائق التي يوجد مقرها في الصين والتي تخضع لعقوبات من قبل الحكومات الأمريكية والأوروبية. من الناحية النظرية، هذا يعني أن صانع الرقائق الصيني يمكنه تصنيع أدوات الطباعة الحجرية المتقدمة الخاصة به من ASML باستخدام مكونات متاحة بشكل مفتوح أو تم تجديدها داخليًا، الأمر الذي سيستغرق بالطبع قدرًا لا يصدق من الوقت والجهد، لكنه سيوفر لهم الأجهزة اللازمة. ومع ذلك، حتى الحصول على الأجهزة نفسها لا يضمن أنها تعمل على النحو المنشود، حيث يتم التحكم في أدوات ASML من خلال برامج مملوكة وبرامج ثابتة غير متاحة للعامة. ونتيجة لذلك، فحتى لو حصل المتخصصون الصينيون على الأجهزة، فلن يتمكنوا من إجراء هندسة عكسية لها بالكامل لتلبية معايير ASML.
في المجمل، ليس من المستغرب أنه في حين تمكن العلماء الصينيون من وضع أيديهم على بعض مكونات الماسح الضوئي EUV الخاص بـ ASML، إلا أنهم كافحوا لتكرار الأداة نفسها، حيث يفتقرون إلى سلسلة التوريد لإنتاج أجزاء عالية التقنية. كما أنها تفتقر إلى البرامج والبرامج الثابتة التي تتحكم في هذه المكونات، وبالتالي فهم عميق لكيفية عملها عند العمل بشكل متناغم.
التعليقات