Huawei e SMIC descobrem chave para criar chips de 7nm: uma "gambiarra" com máquinas ASML antigas

Quando os Estados Unidos intensificaram a guerra comercial com a China, usando a Huawei como bode expiatório, isso desencadeou um forte avanço tecnológico por parte da gigante asiática. Após o veto à Huawei, vieram as proibições à indústria chinesa de semicondutores, e uma delas foi mais prejudicial do que as outras. A ASML, uma das principais fabricantes europeias de máquinas avançadas de litografia ultravioleta profunda (UVP), não pôde vender seus melhores equipamentos para empresas chinesas, mais especificamente, a tecnologia ultravioleta extrema (UVE).

Essas máquinas são usadas pelos diferentes fabricantes de chips para criar seus produtos, e a indústria depende delas. Imagine essas máquinas UVE como uma gigantesca impressora 3D: wafers de silício são sua matéria-prima e neles elas "imprimem" os circuitos necessários para o funcionamento dos processadores. O diferencial das máquinas da ASML é a capacidade de imprimir esses padrões com uma precisão impossível para qualquer outra máquina.

Com o veto dos EUA e com a ASML sendo a única empresa com a tecnologia exclusiva para criar esse processo de "impressão", a China teve dificuldades para avançar não apenas em sua indústria de chips para o consumidor, mas também na corrida desenfreada pela inteligência artificial. No entanto, empresas chinesas estão progredindo ao modificar máquinas da ASML que haviam adquirido antes do bloqueio.

Com a Huawei e a SMIC à frente, elas estão forçando as máquinas e alcançando o impensável com equipamentos antigos.

O "hack da Ikea" nas máquinas da ASML

Um conceito popular em decoração de interiores é o "hack da Ikea". Consiste em comprar um móvel genérico da Ikea e transformá-lo em algo com mais personalidade e até mesmo funções diferentes. É maximizar o potencial de uma estrutura simples e familiar.

A SMIC está fazendo algo semelhante. Há alguns anos, era uma empresa cujo nome vinha à tona quase diariamente. Não é para menos: é a ponta de lança da indústria chinesa de semicondutores e a que provocou a ira dos reguladores americanos quando perceberam que não haviam terminado com a Huawei após o veto. De alguma forma, a SMIC conseguiu produzir chips de 7 nm e até mesmo de 5 nm, uma tecnologia de litografia que estava além do alcance das máquinas chinesas.

O Kirin 9000S do Huawei Mate 60 Pro marcou o renascimento dos celulares da empresa, e o surpreendente é que a SMIC o criou com máquinas antigas, como a Twinscan NXT:2000i ou a Twinscan NXT:1980i. Eram máquinas UVP adquiridas antes do veto. Embora a ASML não pudesse vender novos componentes ou fazer atualizações que melhorassem o desempenho básico dessas máquinas, ela podia fornecer suporte.

A questão é que essas máquinas não foram projetadas para criar circuitos integrados tão avançados quanto os fabricados pela TSMC, Samsung ou Intel, mas a "gambiarra" da SMIC e da Huawei para produzir chips de 7 nm foi a técnica de "multipadrão".

Em termos simples, essa técnica consiste em fazer com que a máquina UVP realize múltiplas passagens no mesmo ponto do wafer de silício para criar chips mais densos. O que uma máquina UVE faria num instante, uma máquina UVP leva mais tempo e mais passagens, porque as lentes e os lasers que "imprimem" os circuitos são menos precisos.

Como mostrado no Financial Times, o grupo de análise TecnInsights estima que a SMIC vem aperfeiçoando a técnica de multipadrões além do processo de 7 nm ao longo dos últimos anos e que o processador Kirin 9030 da Huawei é o mais avançado já criado pela China. A façanha é que eles conseguiram isso com máquinas obsoletas.

Apesar do truque da SMIC e da Huawei, o processo tem seus problemas. Para começar, o óbvio: mais passagens significam mais tempo de fabricação do que uma máquina UVE mais avançada levaria. Mas também algo mais sério: o "rendimento". Esse conceito se aplica à porcentagem de chips funcionais obtidos de um wafer.

Em resumo, eles estão forçando a máquina, e isso se traduz em mais passagens por chip, maior probabilidade de um chip apresentar defeitos e, no geral, custos de produção mais altos.

"Projeto Manhattan" chinês

Agora, e como apontado pelo Financial Times, embora a China não possua máquinas de fotolitografia ultravioleta extrema (UVP), ela tem algumas das máquinas mais recentes e avançadas da geração anterior de UVP: a 2050i e a 2100i. Elas foram enviadas pela ASML antes da entrada em vigor da proibição em setembro de 2024, e o Departamento de Indústria e Segurança dos EUA está ciente da situação.

Um dos argumentos a favor da UVP é que a tecnologia de fotolitografia ultravioleta extrema (UVP) é usada para fabricar máquinas de UVP.

A questão que impede a venda de equipamentos da ASML para a China é a segurança nacional. Esses chips avançados são utilizados em tecnologia de consumo, mas também em tecnologia militar. E, segundo o Financial Times, o governo dos EUA tem investigado o tipo de suporte que a ASML tem fornecido a clientes chineses, incluindo a possibilidade de endurecer os padrões de manutenção para máquinas que os fabricantes já possuíam.

De qualquer forma, a China continua a investir nessa tecnologia. E a Reuters vai além: um grupo de ex-engenheiros da ASML que agora trabalham em empresas chinesas conseguiu decifrar os segredos das máquinas mais avançadas da empresa holandesa por meio de engenharia reversa.

Como se fosse a versão chinesa do Projeto Manhattan, com o qual os Estados Unidos construíram sua bomba atômica na Segunda Guerra Mundial, os engenheiros chineses teriam usado peças de máquinas da ASML disponíveis em mercados "alternativos" para desenvolver tecnologia mais avançada do que a oficialmente disponível.

O CEO da ASML afirmou que a China precisaria de "muitos e muitos anos" para desenvolver essa tecnologia, mas se eles já conseguiram decifrar os segredos das máquinas UVE obtidas por engenharia reversa, o cenário muda completamente. Existem outras dificuldades, já que as lentes usadas nas máquinas UVE são extremamente precisas e pertencem à Zeiss, que também não pode vendê-las oficialmente para fabricantes chineses.

Segundo a Reuters, o protótipo criado por esses engenheiros é capaz de gerar luz na faixa do ultravioleta extremo, mas ainda não consegue produzir chips funcionais. Embora já haja quem aponte para o período de 2028-2030 como crucial para avaliar o quanto a China alcançou tecnologicamente a China, sem contar as máquinas mais avançadas do Ocidente.

Devido à falta de empenho e à busca das empresas por eliminar qualquer vestígio de hardware ocidental, isso não acontecerá. É claro.

Imagens | Intel, ASML