Im mniejsze struktury próbujemy tworzyć, tym większej infrastruktury zaczynamy potrzebować, żeby w ogóle nad nimi zapanować. Doszliśmy właśnie do momentu, w którym Chiny rozpędzają elektrony na odcinku 192 metrów, żeby później zamknąć je w pierścieniu o obwodzie niemal pół kilometra. Wszystko po to, aby lepiej badać świat, w którym różnica kilku nanometrów może zdecydować o przyszłości procesorów.
Chiny rozpędziły elektrony do 2,2 GeV. 192 metry to dopiero początek
20 września 2026 roku Hefei Advanced Light Facility, czyli HALF, zaliczył jeden z najważniejszych dotychczas testów. Uruchomiony został bowiem 192-metrowy akcelerator liniowy, a wygenerowana w nim wiązka elektronów przeszła przez całą konstrukcję, osiągając docelową energię 2,2 GeV, co potwierdziło działanie jednego z jego fundamentalnych elementów.
Czytaj też: Naukowcy dali tranzystorowi pamięć i poczucie czasu. Tak zmienia się elektronika
Najbardziej podoba mi się tutaj skala całej konstrukcji, bo wspomniane 192 metry mogą wręcz wprowadzać w błąd. To tylko akcelerator liniowy. Do tego dochodzi około 138 metrów linii transportującej elektrony oraz pierścień magazynujący o obwodzie dokładnie 479,86 metra. Ten ostatni ma składać się z 20 powtarzalnych sekcji i utrzymywać wiązkę o energii 2,2 GeV.
Po co cały ten cyrk? HALF nie będzie fabryką procesorów ani wielką maszyną bezpośrednio “drukującą” chipy. Jest to źródło promieniowania synchrotronowego czwartej generacji, czyli w ogromnym uproszczeniu jeden z najbardziej zaawansowanych “mikroskopów”, jakie potrafimy dziś zbudować.
Rozpędzone elektrony zmuszane do zmiany kierunku emitują promieniowanie, które następnie można wykorzystać do zaglądania w strukturę materiałów na ekstremalnie małych skalach. HALF ma wytwarzać miękkie promieniowanie rentgenowskie o jasności i koherencji ponad sto razy wyższej względem źródeł trzeciej generacji. Właśnie dlatego nie mówimy tutaj tylko o elektronice. Chiny chcą wykorzystywać kompleks także do badań nad akumulatorami, nadprzewodnictwem, materiałami, biologią czy energetyką.
Im mniejsze struktury chcemy zobaczyć, tym większego sprzętu potrzebujemy
Ten paradoks nie pojawił się nagle. Od dawna obserwuję, jak rozwój półprzewodników coraz mniej przypomina po prostu “zmniejszmy tranzystor i będzie szybciej”. Przy chińskich tranzystorach FeFET problemem zaczyna być już nie tylko fizyczny rozmiar, lecz również napięcie i zużycie energii. Innym razem Chińczycy połączyli chipy fotonami, bo samo dalsze zwiększanie mocy obliczeniowej niewiele daje, jeśli dane nie nadążają docierać tam, gdzie powinny.
Czytaj też: Elektronika dostała paradoksalny dopalacz. Słabość zmienili w potęgę
HALF jest kolejnym elementem tej samej historii. Kiedy struktury stają się porównywalne z długościami fal wykorzystywanego światła, a ich właściwości zaczynają zależeć od zjawisk zachodzących na poziomie pojedynczych warstw materiału, zwykłe metody pomiarowe przestają wystarczać. Potrzebujemy światła o odpowiedniej długości fali, ogromnej jasności i bardzo wysokiej koherencji. Żeby je uzyskać, budujemy akcelerator dłuższy od niejednego wieżowca położonego na boku.
Tutaj właśnie historia zaczyna zahaczać bezpośrednio o jeden z najbardziej strategicznych sektorów współczesnego przemysłu.
HALF może pomóc Chinom w EUV. Nie jest jednak chińskim ASML
Wśród pierwszych planowanych stanowisk HALF znalazło się “Extreme Ultraviolet Electronic Structure Characterization and Lithography”, czyli linia poświęcona badaniu struktur elektronowych oraz procesów litograficznych wykorzystujących ekstremalny ultrafiolet. Zespół odpowiedzialny za projekt omawiał jej założenia z naukowcami już w 2025 roku. Łącznie HALF ma docelowo otrzymać 35 linii badawczych, z których dziesięć powstanie w pierwszej fazie.
HALF nie zastępuje jednak systemów litograficznych firmy ASML. Współczesne maszyny EUV muszą nie tylko wygenerować promieniowanie o długości fali 13,5 nm, lecz również prowadzić je przez niezwykle precyzyjny układ optyczny i seryjnie przenosić wzory na wafle krzemowe. Najnowsze systemy High-NA firmy ASML mają pozwalać na uzyskiwanie rozdzielczości rzędu 8 nm i są projektowane bezpośrednio pod masową produkcję najbardziej zaawansowanych chipów.
Czytaj też: Elektrony uciekły na krawędź materiału. Kwantowa elektronika dostała nową ścieżkę
Chiński kompleks może jednak pomóc w czymś innym i potencjalnie równie ważnym w długiej perspektywie – rozwijaniu własnej wiedzy o procesach EUV, badaniu materiałów, masek, fotorezystów i zachowania materii pod wpływem takiego promieniowania. Nie daje to Chinom gotowej fabryki procesorów. Daje za to narzędzie, którym mogą rozwiązywać problemy stojące na drodze do jej stworzenia.
Źródła: USTC, NSRL, Chinese Academy of Sciences, ASML
