La Chine doit développer sa capacité à fabriquer des puces avancées. Les sanctions des États-Unis et des Pays-Bas bloquent l’accès des fabricants chinois de semi-conducteurs aux équipements de lithographie ultraviolette extrême (UVE) d’ASML. En conséquence, des entreprises comme SMEE (Shanghai Micro Electronics Equipment) et Shanghai Yuliangsheng Technology investissent massivement dans la création de leurs propres équipements de lithographie en ultraviolet profond (UVP).
Cependant, un autre chemin semble se dessiner vers des circuits intégrés plus sophistiqués. L’Institut de Microélectronique de l’Académie Chinoise des Sciences (IMECAS) aurait trouvé cette voie. D’après DigiTimes, ce centre de recherche a réussi à intégrer expérimentalement des transistors de type GAA (Gate-All-Around) avec des nanosheets empilées grâce à la lithographie UVP. Ces transistors de dernière génération sont utilisés par les plus grands acteurs de l’industrie dans leurs circuits intégrés avancés.
Samsung a lancé ces transistors en 2022 pour ses semi-conducteurs de 3 nm. TSMC a suivi en 2025 avec ses puces de 2 nm, tandis qu’Intel a fait de même avec son processus 18A, qui utilise ses transistors GAA RibbonFET. Fait surprenant : ces trois entreprises utilisent la lithographie UVE d’ASML pour produire leurs circuits intégrés les plus avancés. Selon DigiTimes, IMECAS a réussi à intégrer des transistors GAA en employant des équipements UVP, que Shanghai Yuliangsheng Technology est déjà capable de produire.
Des puces de 3 nm encore éloignées
Bien que la Chine ait réussi à intégrer des transistors GAA avec des nanosheets grâce à la lithographie UVP, elle n’a pas encore trouvé la façon de produire des circuits intégrés de 3 nm avec cette technologie. Cela ne signifie pas que les fabricants chinois de semi-conducteurs pourront produire des puces de 3 nm à court terme, mais le succès d’IMECAS ouvre une possibilité théorique pour atteindre ce niveau sans la lithographie UVE. C’est une avancée significative.
IMECAS étudie depuis longtemps les transistors GAA et les nanosheets empilées verticalement
L’architecture de transistors GAA développée par IMECAS pourrait compenser certaines limitations de la lithographie UVP. Pour les fabricants de semi-conducteurs chinois, abandonner les transistors FinFET en faveur de la technologie GAA serait un moyen efficace de réduire l’écart avec leurs concurrents taïwanais, sud-coréens et américains. Ce développement n’est pas anodin : IMECAS consacre de nombreuses années à la recherche sur les transistors GAA et les nanosheets verticales.
La lithographie UVP utilise une lumière ultraviolette avec une longueur d’onde de 193 nm dans ses versions les plus avancées, tandis que la lithographie UVE utilise une longueur d’onde de 13,5 nm. Il peut sembler contre-intuitif qu’une technologie UVP puisse produire des puces de 3 nm avec une longueur d’onde plus grande, mais il est crucial de noter que le nom du nœud ne signifie pas qu’il faut imprimer directement des structures de 3 nm.
Les techniques modernes de fabrication de semi-conducteurs s’appuient sur le multiple patterning et des processus d’exposition et de gravure sophistiqués pour construire des structures bien plus petites que la longueur d’onde de l’optique. Toutefois, cette méthode peut réduire le rendement par wafer et compliquer la fabrication des puces en ajoutant des étapes supplémentaires, ce qui affecte la compétitivité. Néanmoins, sur le papier, l’architecture de transistors GAA pourrait permettre à la Chine de diminuer sa dépendance vis-à-vis de la technologie UVE, qui lui échappe encore.
Points à retenir
- IMECAS a réussi à intégrer des transistors GAA avec des nanosheets à l’aide de lithographie UVP.
- Ce développement pourrait permettre de réduire l’écart technologique avec les leaders du marché.
- La lithographie UVP, bien que moins avancée, pourrait ouvrir la voie à des circuits intégrés plus raffinés.
- La transition vers la technologie GAA pourrait aider à dépasser les limitations actuelles du processus de fabrication.
En tant qu’observateur du secteur, je me demande quelle direction prendra l’industrie des semi-conducteurs en Chine. IMECAS a ouvert une brèche dans cette course technologique, mais cela suffira-t-il pour rattraper les géants du secteur ? Ce défi soulève des questions sur l’innovation, la compétitivité et l’avenir de la technologie.