Tin xấu cho một loạt gã khổng lồ đang "tổng lực bao vây" Trung Quốc: Chẳng cần ai giúp, họ đã phản công!

Trung Quốc vừa đạt được bước tiến chấn động khi làm chủ công nghệ sản xuất chip photon (chip quang học) mà không cần đến máy quang khắc – thiết bị vốn từ lâu đã trở thành một phần không thể thiếu trong quy trình chế tạo vi mạch.

Đây là một thông tin rất xấu đối với ASML, gã khổng lồ đang độc quyền thị trường máy quang khắc. Hiện tại, thiết bị của hãng công nghệ Hà Lan này đang hiện diện tại hầu hết các nhà máy sản xuất bán dẫn trên thế giới. Tuy nhiên, bước đột phá mới từ Trung Quốc có thể khiến các dịch vụ cung ứng và bảo dưỡng của ASML sớm trở nên thừa thãi trong tương lai gần.

Tự lực cánh sinh, không cần đến ASML

Prinano, một startup công nghệ của Trung Quốc, vừa tạo nên bước ngoặt lớn cho ngành vi mạch khi tuyên bố sản xuất thành công chip photon mà không cần dùng đến máy quang khắc tia cực tím (UV).

Theo chuyên trang công nghệ Tom’s Hardware, các kỹ sư của Prinano đã thực hiện thành công chuỗi thử nghiệm nhằm khẳng định khả năng sản xuất hàng loạt bằng phương pháp mới.

Đáng chú ý, quy trình này hoàn toàn loại bỏ máy quang khắc – thiết bị hiện đang can thiệp vào hầu hết mọi dây chuyền sản xuất chip trên hành tinh. Hiện nay, các dòng chip photon đang được ứng dụng vô cùng rộng rãi trong hệ thống đường truyền cáp quang, cảm biến quang học, công nghệ định vị LiDAR và nhiều lĩnh vực khác.

Theo nguồn tin từ tờ South China Morning Post, vào đầu tháng 6/2026, Prinano đã chế tạo thành công một số tấm wafer kích thước 8 inch chứa các chip quang học. Đáng nói, quy trình này hoàn toàn "vắng bóng" máy quang khắc và công nghệ cực tím sâu (Deep Ultra Violet - DUV) – giải pháp vốn được toàn thế giới áp dụng để sản xuất chip trên các tiến trình trưởng thành.

Tom’s Hardware nhấn mạnh, thành tựu của Prinano là một bước đột phá mang tính chiến lược trong nỗ lực của Bắc Kinh nhằm giảm bớt sự phụ thuộc vào các thiết bị quang khắc của ASML, nhất là khi các dòng máy này liên tục chịu lệnh hạn chế xuất khẩu.

Hiện tại, ASML là nhà cung cấp hệ thống quang khắc lớn nhất và gần như độc quyền trên thế giới khi nắm giữ tới 90% thị phần toàn cầu. Vị thế này cho phép họ áp đặt luật chơi lên mọi khách hàng.

Tuy nhiên, chính ASML cũng đang phải chịu áp lực nặng nề từ các lệnh trừng phạt của chính quyền Mỹ, bất chấp những phản kháng từ ban lãnh đạo công ty. Washington cấm ASML giao dịch với Trung Quốc, không chỉ dừng lại ở việc chặn xuất khẩu máy mới mà còn cấm hoàn toàn dịch vụ sửa chữa, bảo trì các thiết bị đã bàn giao trước đó.

Lệnh cấm này đã giáng một đòn mạnh vào ngành bán dẫn Trung Quốc, nhưng đồng thời cũng trở thành động lực buộc quốc gia này phải tự lực cánh sinh, tìm kiếm các giải pháp tự chủ thay thế hoàn toàn hàng nhập khẩu.

Tự phát triển công nghệ độc quyền với chi phí siêu rẻ

Thay vì đi theo lối mòn của công nghệ quang khắc quang học truyền thống, công ty Prinano đã sử dụng hệ thống quang khắc in nano đệm khí chân không (Vacuum Air-Cushion Nanoimprint Lithography - NIL) mang mã hiệu PL-AS do chính họ tự nghiên cứu và phát triển.

Các kỹ sư tại startup này khẳng định, công nghệ NIL không chỉ bẻ gãy sự phụ thuộc vào ASML mà còn giúp tối ưu hóa chi phí sản xuất xuống thấp hơn khoảng 10 lần so với quy trình sử dụng bức xạ DUV truyền thống.

Để thấy rõ sự khác biệt, các vi mạch hiện đại thông thường được sản xuất bằng hệ thống DUV công nghệ cao hoặc hệ thống EUV (Extreme UV - cực tím cực hạn) tiên tiến hơn.

Chúng hoạt động bằng cách sử dụng ánh sáng để chiếu các sơ đồ mạch lên tấm wafer silicon. Những cỗ máy này sở hữu hệ thống thấu kính quang học phức tạp nhất từng được con người chế tạo và có mức giá lên tới hàng trăm triệu USD.

Trong khi đó, công nghệ quang khắc in nano (NIL) lại chọn một lối đi hoàn toàn riêng biệt. Thay vì dùng ánh sáng hội tụ để chiếu sơ đồ mạch, hệ thống này ép vật lý các cấu trúc nano vào một lớp chất cản quang được chuẩn bị đặc biệt trên bề mặt.

Quy trình này về bản chất giống như việc "đóng dấu" các hoa văn siêu hiển vi trực tiếp lên tấm wafer, từ đó loại bỏ hoàn toàn nhu cầu về các hệ thống quang học vô cùng đắt đỏ vốn là bắt buộc trên các thiết bị quang khắc thông thường.

Thực tế, bản thân công nghệ in nano không phải là một giải pháp quá mới mẻ, song trước đây nó vấp phải rất nhiều rào cản như khuôn mẫu nhanh bị mài mòn, năng suất thấp và tỷ lệ phế phẩm cao.

Nếu ở quy mô sản xuất nhỏ hoặc thử nghiệm, các nhược điểm này có thể được chấp nhận. Tuy nhiên, khi đưa vào dây chuyền sản xuất đại trà, tất cả những hạn chế nêu trên sẽ lập tức dẫn đến những khoản thua lỗ tài chính khổng lồ cho doanh nghiệp.

Tiến trình công nghệ không thể đảo ngược

Được thành lập từ năm 2017, startup Prinano đã dành gần một thập kỷ bền bỉ theo đuổi và hoàn thiện công nghệ quang khắc in nano. Theo nhận định từ Tom’s Hardware, những bước đi gần đây cho thấy công ty này đã vượt qua giai đoạn nghiên cứu thiết bị hay vận hành thử nghiệm đơn thuần để tiến vào giai đoạn ứng dụng thực tế sâu rộng hơn.

Theo số liệu công bố từ Prinano, nền tảng quang khắc in nano chân không PL-AS của họ đã tích hợp thành công công nghệ kiểm soát áp suất ở cấp độ wafer, ứng dụng vật liệu in hai lớp chuyên dụng độc quyền cùng các quy trình kỹ thuật đã được bảo hộ bằng sáng chế. Tất cả các cải tiến mang tính nền tảng này cho phép hệ thống tạo ra các chi tiết bán dẫn có kích thước siêu nhỏ, đạt mức dưới 10 nanomet.

Cần lưu ý rằng, Prinano dường như không có tham vọng cải tổ quy trình sản xuất các bộ vi xử lý (CPU) cổ điển hay các bộ tăng tốc đồ họa phục vụ trí tuệ nhân tạo (AI). Trong các thông cáo của mình, startup này chỉ tập trung duy nhất vào phân khúc chip photon.

Đây là một nhánh bán dẫn đặc thù, vận hành dựa trên các chùm ánh sáng thay vì các tín hiệu điện truyền thống. Trong kỷ nguyên công nghệ hiện đại, loại chip này đang chứng minh được vai trò thiết yếu và tìm thấy ứng dụng rất rộng rãi trong nhiều lĩnh vực then chốt, đặc biệt là viễn thông.

Giới chuyên gia nhận định, chip photon là "mảnh ghép hoàn hảo" cho công nghệ quang khắc in nano. Lý do là bởi các cấu trúc quan trọng cốt lõi của dòng chip này – bao gồm ống dẫn sóng, lưới phản xạ và bộ cộng hưởng vòng – đều được cấu thành từ các mô hình kích thước nano có tính chất lặp đi lặp lại.

Đây chính là những chi tiết mà phương pháp in ấn, dập khuôn cơ học của NIL có thể tái bản một cách nhanh chóng và hiệu quả nhất. Do đó, đặc điểm cấu tạo này biến chip photon trở thành đối tượng phù hợp nhất đối với công nghệ quang khắc in nano.

Một chi tiết quan trọng không thể bỏ qua: việc Trung Quốc sản xuất thành công trên các tấm wafer kích thước 8 inch là minh chứng rõ ràng cho thấy quy trình này đã vượt ra ngoài phạm vi thử nghiệm trong phòng thí nghiệm để sẵn sàng chuyển sang định dạng tương thích hơn với sản xuất thương mại.

Mặc dù các bộ vi xử lý thông thường ngày càng được dịch chuyển mạnh mẽ sang sản xuất trên các tấm wafer 12 inch lớn hơn, song tấm wafer kích cỡ 8 inch vẫn tiếp tục giữ một vị trí vô cùng vững chắc và được ứng dụng rộng rãi trong toàn ngành công nghiệp bán dẫn hiện nay.