Secondo la pubblicazione su Nature Communications, il team guidato da ricercatori della Peking University ha applicato una cryo-electron tomography (cryo-ET) per visualizzare, in condizioni prossime al liquido, la struttura tridimensionale, l’interfaccia e l’intreccio (entanglement) delle catene polimeriche del photoresist.
La tecnica sfrutta il congelamento rapido (plunge freezing) per immobilizzare le molecole in “stato nativo”, evitando l’artefatto da essiccamento o distorsione che affligge le tecniche convenzionali come SEM o AFM, le quali non sono in grado di osservare le molecole nel loro ambiente liquido originario.
Questa visualizzazione consente di scoprire che la maggior parte dei polimeri tende ad adsorbirsi all’interfaccia gas-liquido, dove formano entanglement coesivi (non topologici), mentre una minoranza rimane dispersa nella fase liquida interna. Con queste informazioni in mano, i ricercatori affermano di aver ridotto le contaminazioni su wafer da 12 pollici in condizioni industriali ottenendo una riduzione dei difetti >99 % nell’ambito dell’ottimizzazione del processo.
In termini pratici, dicono di aver “inibito” l’entanglement indesiderato delle particelle grandi che tendono a depositarsi sui pattern, e sfruttato la conoscenza della distribuzione spaziale delle molecole per migliorare lo sviluppo del resist.
Da esperto tecnologico sospetto che il clamore mediatico (e politico) superi le reali implicazioni immediate. Ecco cosa bilanciare:
Un risultato più da laboratorio che da fab oggi
Il paper è un successo di spettroscopia / microscopia molecolare, non un chip da 2 nm made in China. È significativo dal punto di vista scientifico, ma la scala, la riproducibilità e la robustezza industriale restano questioni aperte.
Il collo di bottiglia rimane l’EUV e le macchine avanzate
A prescindere da un miglior photoresist, la Cina resta priva dell’accesso alle macchine EUV più spinte (versioni NXT o future) a causa delle restrizioni su ASML. Senza apparecchiature e litografia avanzata, anche con un resist relativamente “perfetto”, è difficile raggiungere nodi ultraavanzati.
Dipendenza dai materiali specializzati
Il mercato del photoresist avanzato è dominato da aziende giapponesi come JSR, Tokyo Ohka Kogyo, Shin-Etsu e Fujifilm. La Cina importa oltre il 90 % dei resist utilizzati nei processi avanzati.
Questo lavoro non “risolve” magicamente l’assenza di catene produttive mature, pure se è un passo nella direzione dell’autosufficienza.
Implementazione industriale e scaling
Verificare che quel metodo possa integrarsi in un contesto di fab ad alto rendimento, con throughput e stabilità, è un’altra montagna da scalare. Cosa succede quando la temperatura cambia, quando le impurità reali sono presenti, quando le condizioni ambientali variano? Il “99 % di miglioramento” nella carta è interessante, ma serve vedere la curva nel tempo e nel rendimento su migliaia di wafer.
Il valore strategico è simbolico
In un contesto di guerra tecnologica, ogni passo avanti serve come segnale politico: “siamo in grado anche noi di innovare”. È un argomento di soft power e negoziazione commerciale non un collettore di silicio da solo.
Impatto a medio termine e scenari possibili
Se la Cina riuscisse a trasformare questo progresso in una catena industriale effettiva, l’impatto sarebbe notevole: una riduzione dei difetti nei nodi avanzati rappresenta denaro — ogni percentuale di resa guadagnata in più vale decine di milioni di dollari, soprattutto nei volumi alti dei chip. Potrebbe abilitare la produzione interna di wafer 7 nm o 5 nm con minore dipendenza da fornitura esterna di resist criticamente formulati.
Tuttavia, il vero match sarà vincere la “co-ottimizzazione” fra l’equipaggiamento (steppers, EUV, scanner), il resist, le condizioni ambientali, i sistemi di pulizia (wet cleaning) e i materiali dei wafer stessi. Un processo litografico non è una sola tecnologia, è un’orchestra in cui ogni strumento deve essere impeccabile. Il paper menziona che l’avanzamento può influenzare non solo la litografia ma anche l’etching e il wet cleaning.
In uno scenario realistico, ci vorranno anni per passare da prototipo accademico a produzione ad alto volume, ma il vantaggio accumulato potrebbe essere rilevante: meno scarti, più concorrenza su prezzi, potenziale leva negoziale nei confronti dei fornitori esteri.
Il futuro dei chip non è deciso da un solo esperimento microscopico, ma ogni gradino che la Cina scala in autonomia la avvicina al centro del ring. Questo “breakthrough del photoresist” è un sassolino nello stivale della supremazia occidentale nel settore semiconduttori. Non aspettarti chip da 1 nm dopodomani, ma aspettati che nei prossimi 5–10 anni la Cina possa usare questo tipo di innovazioni accumulate per stringere il gap su parte dei passaggi del processo. E chi controlla il resist, in un mondo di litografia proibita, guadagna una carta in più nella partita dei blocchi commerciali.