Trung Quốc tìm ra cách sản xuất chip giá rẻ, không còn sợ bị Mỹ trừng phạt

SCMP đưa tin, các nhà khoa học Trung Quốc đã tìm ra một phương pháp tiết kiệm chi phí để sản xuất hàng loạt chip quang tử - rất quan trọng đối với siêu máy tính và trung tâm dữ liệu - giúp giảm thiểu tác động của các lệnh trừng phạt Mỹ.

Những con chip này còn được gọi là mạch tích hợp quang tử (PIC), sử dụng photon (các hạt ánh sáng) để xử lý và truyền thông tin.

Theo SCMP, chúng thường chứa hàng trăm thành phần photon và chủ yếu được sử dụng trong truyền thông cáp quang hoặc máy tính photon - một công nghệ mới nổi - để cải thiện tốc độ truyền và giảm mức tiêu thụ năng lượng.

Bước đột phá của Trung Quốc liên quan đến các chip quang tử (PIC), giúp nâng cao tốc độ và giảm mức sử dụng năng lượng. Ảnh: SCMP

PIC có thể được chế tạo bằng nhiều vật liệu khác nhau, bao gồm cả lithium niobate, với đặc tính nổi trội trong việc chuyển đổi dữ liệu điện tử thành thông tin quang tử - một phần thiết yếu của quá trình chuyển đổi quang điện.

Giáo sư Ou Xin của Viện Vi hệ và Công nghệ thông tin Thượng Hải và giáo sư Tobias Kippenberg từ Viện Công nghệ Liên bang Thụy Sĩ Lausanne đã công bố phát hiện của họ trong một bài báo đăng trên tạp chí Nature vào ngày 9/5.

Cả 2 cho biết: “Việc sử dụng công nghệ này trong công nghiệp vẫn đang bị cản trở bởi chi phí cao và kích thước wafer hạn chế”.

Để khắc phục, nhóm của giáo sư Ou tại Phòng thí nghiệm trọng điểm quốc gia (Trung Quốc) đã chọn lithium tantalate (LiTaO3) làm vật liệu bán dẫn thay thế. Nó hoạt động tốt hơn lithium niobate và cho phép sản xuất hàng loạt với chi phí thấp do quy trình chế tạo gần giống với các phương pháp silicon thương mại hóa hơn .

SCMP cho hay, lithium tantalate đã được thương mại hóa cho các bộ lọc tần số vô tuyến 5G (sử dụng trong smartphone) và cung cấp khả năng sản xuất linh hoạt mà không tốn quá nhiều chi phí. Vật liệu này có đặc tính tương đương, thậm chí trong một số trường hợp còn vượt trội hơn so với lithium niobate, theo các nhà nghiên cứu.

Giống như các mạch tích hợp điện tử, việc chế tạo PIC liên quan đến việc tạo khuôn cho các tấm bán dẫn bằng kỹ thuật in thạch bản, sau đó là khắc và lắng đọng vật liệu. Nhóm cũng phát triển các công nghệ xử lý tương thích cho tấm wafer lithium tantalate.

Bằng cách sử dụng quy trình sản xuất dựa trên bước cực tím sâu, nhóm nghiên cứu đã chứng minh rằng lithium tantalate có thể được khắc để tạo ra các PIC ít hao phí.

Phương pháp của các nhà khoa học giúp giảm chi phí sản xuất tấm bán dẫn. Ảnh: Shutterstock

Tiến bộ này được kỳ vọng sẽ giúp Trung Quốc giảm tác động của các lệnh trừng phạt và kiểm soát xuất khẩu nghiêm ngặt từ Mỹ và các đồng minh, nhằm vào việc Trung Quốc tiếp cận các chip và thiết bị sản xuất tiên tiến.

Novel Si Integration Technology, một công ty khởi nghiệp do Viện Thượng Hải thành lập, hiện đã có khả năng sản xuất hàng loạt tấm wafer 20cm với vật liệu mới. Đồng thời, họ cũng phát triển nhiều phương pháp sản xuất vi mô khả thi về mặt thương mại, cung cấp cơ sở vật chất cho chip quang học và tần số vô tuyến trong nước - theo một báo cáo gần đây của China News Service.

Giáo sư Ou bình luận: “Nghiên cứu của chúng tôi mở đường cho việc sản xuất linh hoạt các PIC quang điện thế hệ tiếp theo với chi phí thấp và khối lượng lớn”, đồng thời ông nhấn mạnh tiềm năng của lithium tantalate trong những ứng dụng không dây.

Bước đột phá trong sản xuất chip quang tử của các nhà khoa học Trung Quốc diễn ra trong bối cảnh căng thẳng leo thang giữa Mỹ và Trung Quốc về ưu thế công nghệ.

Việc thắt chặt các quy định xuất khẩu chất bán dẫn của Mỹ vào tháng 10 đã ảnh hưởng đến những công ty như Nvidia và Advanced Micro Devices, cho thấy mối bất hòa ngày càng tăng giữa 2 quốc gia.

>> Hai siêu cường mạnh nhất thế giới chính thức ‘đụng độ’: Mỹ tăng thuế với 18 tỷ USD hàng hóa của Trung Quốc, Trung Quốc lập tức ‘dọa đáp trả’ cứng rắn