La Cina sta compiendo passi decisivi per ridurre la dipendenza dalle tecnologie occidentali nel settore dei semiconduttori, destinando un investimento colossale di 37 miliardi di euro allo sviluppo di sistemi di litografia EUV (Extreme Ultraviolet) per affermare la sua sovranità tecnologica. Una strategia che mira a colmare il divario che separa il Paese dai principali attori globali ed a contrastare il monopolio esercitato dall'olandese ASML, attualmente l'unico fornitore mondiale di queste avanzate apparecchiature.
Introduzione
Negli ultimi anni, Pechino sembra aver accelerato l'acquisizione di impianti per la produzione di chip con nodi di processo più maturi, consentendo alle aziende cinesi di competere sul mercato globale. L'accesso alle tecnologie più avanzate rimane comunque limitato a causa delle restrizioni imposte da Stati Uniti ed Europa. In tale contesto, la litografia EUV rappresenta il passaggio chiave per superare la barriera e avvicinarsi alla produzione di chip con geometrie inferiori ai 5 nm, sino a 2 nm o addirittura meno. Cerchiamo di capire meglio lo scenario.
Come detto, il cuore della sfida tecnologica è rappresentato dalla fotolitografia, un processo essenziale nella fabbricazione di semiconduttori, che permette di trasferire su wafer di silicio miliardi di transistor attraverso incisioni estremamente precise. La progressiva riduzione delle dimensioni dei transistor ha permesso di aumentare le prestazioni e l'efficienza dei chip, con i nodi di processo che sono passati dai micron agli attuali 3 nm, e con una roadmap che punta ai 2 nm già entro la fine del 2025. ASML ha investito oltre 6 miliardi di euro e impiegato più di vent'anni per sviluppare la tecnologia EUV, la quale utilizza lunghezze d’onda di 13,5 nm per realizzare incisioni a livello atomico. La sofisticata metodologia consente di raggiungere densità di integrazione mai viste prima, mantenendo comunque alti livelli di produttività su larga scala, tuttavia, l’esclusività della tecnologia, unita alle restrizioni imposte dagli Stati Uniti sulle esportazioni di macchinari avanzati, ha impedito alla Cina di accedere direttamente a questi impianti.
Innovazione e ricerca autonoma
Pechino ha risposto a queste limitazioni con un piano aggressivo di investimenti e ricerca indipendente. Diverse aziende cinesi, tra cui Huawei e SMEE (Shanghai Micro Electronics Equipment), stanno sviluppando alternative locali per la litografia EUV. Nel 2022, Huawei ha brevettato un nuovo tipo di sorgente EUV, mentre SMEE ha registrato nel 2023 un brevetto su un generatore di radiazioni ultraviolette estreme. Anche il mondo accademico occupa un posto di rilievo: l’Harbin Institute of Technology sta studiando un metodo innovativo basato su una sorgente di plasma a scarica indotta da laser (LDP), che promette maggiore efficienza energetica e minori costi rispetto alle tecnologie occidentali. Parallelamente, altri istituti di ricerca, come lo Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics e l’Università di Tsinghua, sono coinvolti in progetti scientifici su larga scala volti a sviluppare fonti di luce EUV indipendenti, essenziali per la futura produzione di chip avanzati.
Quanto tempo servirà per colmare il gap?
Nonostante l’imponente sforzo finanziario e tecnologico, la realizzazione di impianti EUV pienamente operativi potrebbe richiedere ancora molti anni. La complessità della litografia avanzata non risiede solo nella generazione della luce ultravioletta, ma anche nella creazione di ottiche di precisione, sistemi di mascheratura e software di controllo avanzati. ASML sfrutta componenti critici provenienti da aziende come Zeiss e Cymer, elementi difficilmente sostituibili in tempi brevi. Gli esperti del settore ritengono che, anche con un impegno straordinario, la Cina potrebbe impiegare almeno un decennio per produrre impianti EUV competitivi. Nel frattempo, ASML continua ad innovare, con lo sviluppo della tecnologia High-NA EUV, che permetterà la produzione di chip da 1 nm, rafforzando ulteriormente la propria leadership.
Implicazioni geopolitiche e futuro per il mercato dei semiconduttori
L’ambizione della Cina di raggiungere l’autosufficienza nei semiconduttori non rappresenta solo una sfida tecnologica ma anche un fattore di tensione geopolitica, dal momento che il controllo della produzione di chip avanzati ha un impatto diretto sulla sicurezza nazionale e sull’innovazione industriale. Gli Stati Uniti ed i loro alleati asiatici, come Taiwan e Corea del Sud, mantengono un vantaggio strategico, ma la determinazione cinese potrebbe cambiare gli equilibri globali nel medio e lungo periodo.
Se la Cina riuscirà a sviluppare la propria tecnologia EUV, il mercato globale dei semiconduttori potrebbe subire un cambiamento epocale, con nuove dinamiche competitive ed una frammentazione delle catene di fornitura tradizionali.
Fino a quel momento, il Paese dovrà continuare ad investire massicciamente in ricerca e sviluppo, affrontando sfide ingegneristiche e politiche di enorme portata.
