Dans un contexte géopolitique tendu où les restrictions à l’exportation de technologies de pointe pèsent lourdement sur le développement industriel chinois, une avancée majeure vient bousculer le paysage des semi-conducteurs. La Chine a dévoilé sa première machine de lithographie à faisceau d’électrons (« Xizhi »), entièrement conçue et fabriquée localement, une réussite qui répond aux enjeux stratégiques de souveraineté industrielle. Cette innovation chinoise intervient alors que les grandes firmes internationales, notamment ASML, refusent de livrer leurs machines de lithographie EUV (ultraviolette extrême) les plus avancées à la Chine, freinant l’accès du pays aux technologies de gravure des puces les plus miniaturisées et puissantes.

La lithographie, méthode clé pour graver les circuits électroniques dans les semi-conducteurs, se heurte donc à des barrières commerciales qui obligent la Chine à intensifier ses efforts d’auto-suffisance. La machine Xizhi, développée au sein de l’Université du Zhejiang à Hangzhou, utilise un faisceau d’électrons focalisé pour reproduire des motifs de circuits à une échelle nanométrique, une technologie qui, si elle ne rivalise pas encore avec les standards EUV en termes de volume et vitesse, offre une alternative viable pour la recherche et la phase de prototypage dans la fabrication locale d’équipement électronique. Ce pas en avant illustre le dynamisme et la capacité d’innovation chinoise à s’imposer face aux défis globaux dans l’industrie high-tech.

Fonctionnement et spécificités techniques de la lithographie à faisceau d’électrons en Chine

La lithographie à faisceau d’électrons consiste à utiliser un faisceau très fin d’électrons pour dessiner des motifs directement sur une couche de résine photosensible déposée sur une plaque de silicium. Cette technique, contrairement à la lithographie traditionnelle qui utilise la lumière, permet une résolution infiniment plus fine, adaptée aux miniaturisations extrêmes des puces électroniques d’aujourd’hui. En Chine, la machine Xizhi réussit à graver des lignes aussi étroites que 8 nanomètres avec une précision de positionnement de 0,6 nanomètres, répondant ainsi aux standards internationaux.

Pour mieux comprendre cette technologie, il est essentiel de comparer la lithographie à faisceau d’électrons aux méthodes plus répandues :

• Lithographie DUV (Deep Ultraviolet) : utilise une lumière d’environ 193 nanomètres pour graver les motifs. Très courante, elle reste limitée pour les gravures sous les 7 nm, ce qui freine la miniaturisation extensive des puces modernes.
• Lithographie EUV (Extreme Ultraviolet) : emploie des longueurs d’onde de lumière extrêmement courtes (13,5 nm), permettant des gravures très fines des circuits intégrés. C’est la technologie de pointe détenue par quelques acteurs comme ASML, interdite d’exportation vers la Chine.
• Lithographie à faisceau d’électrons : sans utilisation de lumière optique, elle dessine les patterns électron par électron, assurant une résolution supérieure et une flexibilité pour le prototypage ou des productions spécialisées à petite échelle.

Cette capacité de lithographie locale ouvre aux laboratoires et aux petites unités industrielles chinoises une fenêtre d’opportunités, particulièrement dans un contexte où les restrictions technologiques pèsent lourd sur le secteur des semi-conducteurs. De plus, en lien avec cette technologie, la Chine explore parallèlement des solutions avancées comme le synchrotron pour la lithographie EUV (source), montrant sa volonté de diversifier ses outils pour réduire sa dépendance étrangère.

Le tableau ci-dessous illustre les différentes technologies de lithographie et leurs propriétés principales :

Technologie	Longueur d’onde	Résolution (minimum gravure)	Usage typique
Lithographie DUV	193 nm (ultraviolet)	~20 nm	Production en masse, gravure moyenne
Lithographie EUV	13,5 nm (ultraviolet extrême)	~5 nm	Production de puces avancées, miniaturisation extrême
Lithographie à faisceau d’électrons (Xizhi)	N/A (utilisation d’électrons)	8 nm	Prototypage, petites séries, recherche

Ces caractéristiques permettent à la Chine de consolider une base technologique indispensable pour son industrie high-tech, tout en poursuivant ses ambitions dans la production locale d’équipement électronique innovant.

Impact stratégique de la fabrication locale de la machine Xizhi sur l’industrie des semi-conducteurs

L’annonce de la machine Xizhi intervient dans un contexte international où les équipements de lithographie avancés restent sous le contrôle strict des autorités américaines et européennes. Cette situation a limité l’accès de la Chine aux machines de lithographie EUV, essentielles pour la fabrication à grande échelle de puces en dessous de 7 nm. La production locale de la machine à faisceau d’électrons présente plusieurs avantages stratégiques :

• Réduction de la dépendance vis-à-vis des fournisseurs étrangers comme ASML, dont les restrictions empêchent toute livraison de machines EUV à des acteurs chinois.
• Accélération de la recherche et développement grâce à un outil adapté au prototypage et à la mise au point de circuits complexes, sans contrainte d’importation.
• Maîtrise technologique nationale dans un secteur vital, favorisant l’émergence d’une industrie high-tech autonome et compétitive à plus long terme.
• Dynamisation des collaborations universitaires et industrielles avec l’intégration d’un équipement performant accessible à des centres de recherche comme l’Université des Sciences et Technologies de Chine et le Zhejiang Lab.

La machine Xizhi doit être envisagée comme un tremplin dans la trajectoire technologique chinoise, préparant ainsi progressivement le terrain à la lithographie EUV locale. En effet, certaines sources médias font état de développements prometteurs autour d’une machine EUV en test chez Huawei, prévue pour une production d’essai cette année et une montée en cadence attendue dès 2026 (lire l’article).

Ce tableau récapitule les impacts stratégiques clés du projet Xizhi :

Aspect	Avantage clé	Implication
Indépendance technologique	Moins de dépendance à l’extérieur	Renforcement de la souveraineté dans les semi-conducteurs
Dynamisme R&D	Outils locaux pour recherche avancée	Innovation accélérée dans les puces électroniques
Coûts	Machines locales moins chères	Accès plus facile pour petites entreprises et universités
Préparation EUV	Transition facilitée vers la lithographie EUV	Atteinte des processus de gravure sous 7 nm

La machine Xizhi, un symbole de la montée en puissance chinoise

Ce projet illustre parfaitement les efforts concertés de la Chine pour contourner les sanctions internationales par une autonomie technologique progressive. Le développement local d’équipements de lithographie, tout en étant adapté aux besoins actuels, envoie un signal fort aux acteurs mondiaux du secteur des semi-conducteurs : la Chine ne compte plus se contenter de simples rôles subalternes dans la chaîne de fabrication. La machine Xizhi représente un jalon vers la réalisation d’une industrie high-tech complète et innovante. Pour approfondir la lithographie à faisceau d’électrons, une ressource complète est disponible sur Wikipédia.

Les enjeux géopolitiques derrière la maîtrise de la lithographie en Chine

La maîtrise de la fabrication de puces électroniques est devenue un véritable enjeu géostratégique dans le cadre de la rivalité technologique mondiale. Le contrôle des technologies de lithographie, notamment EUV, cristallise cette compétition. Les restrictions à l’exportation mises en place par les États-Unis et les pays européens ciblent directement les chaînes d’approvisionnement stratégiques pour ralentir les avancées chinoises. Dans ce contexte, la machine Xizhi apparait comme une réponse pragmatique à cette pression.

La transition vers une souveraineté accrue dans l’industrie des semi-conducteurs permet à la Chine :

• D’atténuer l’impact des sanctions et des embargos en développant ses propres capacités techniques.
• De renforcer son écosystème national, incluant équipes de recherche, équipementiers et fondeurs comme SMIC.
• D’améliorer la compétitivité des puces fabriquées localement en pilotant l’intégralité du processus industriel.
• De viser une indépendance technologique étendue pour ses acteurs stratégiques comme Huawei, qui travaille sur une machine lithographique EUV d’avenir (détails des efforts de Huawei).

Ces initiatives illustrent le dessein chinois de créer un modèle d’innovation fondé sur une fabrication locale accrue. Elles renforcent également le rôle clé des semi-conducteurs comme levier économique et militaire dans les tensions actuelles.

De fait, cette tendance n’est pas sans rappeler les mesures américaines pour protéger leur propre industrie des semi-conducteurs, allant jusqu’à interdire certaines exportations vers Taïwan (voir source), acteur majeur du secteur. La bataille pour la suprématie dans le domaine des technologies numériques se joue donc autant sur le terrain industriel que diplomatique.

L’avenir de la lithographie électronique en Chine et perspectives technologiques

Si la machine Xizhi marque une étape déterminante, elle ne représente qu’une partie de la stratégie chinoise pour atteindre une indépendance complète en matière de fabrication de puces électroniques. Les efforts se multiplient désormais dans le développement d’équipements encore plus avancés, notamment la lithographie EUV.

Huawei, en particulier, est en phase de test avec sa propre machine EUV dans ses installations de Dongguan. Cette initiative devrait aboutir, selon plusieurs sources, à une production d’essai encore cette année et un lancement industriel vers 2026. Par ailleurs, le rôle des fondeurs chinois, tels que SMIC, est plus que jamais central dans cette dynamique. SMIC a déjà produit des puces sous procédé 7 nm, réintégrant ainsi la course face aux leaders mondiaux (détails sur SMIC).

La transition vers une lithographie EUV locale s’accompagne de défis techniques majeurs :

• Maîtrise des sources lumineuses à ultra-courte longueur d’onde.
• Contrôle extrême des vibrations et des conditions environnementales dans les usines.
• Complexité dans la fabrication et la maintenance des systèmes optiques et mécaniques.

Malgré ces obstacles, le positionnement de la Chine sur ces technologies clés témoigne d’un engagement fort en faveur d’une industrie high-tech souveraine et compétitive. À plus long terme, la combinaison des technologies electroniques, optiques et des matériaux innovants pourrait même ouvrir la voie à des procédés disruptifs dans la fabrication des puces.

Technologie future	État actuel	Objectif en 2026
Lithographie EUV (machine Huawei)	Tests en cours	Production expérimentale et montée en cadence
Lithographie à faisceau d’électrons (Xizhi)	Production locale stabilisée	Développement du prototypage et petites séries
Techniques associées : synchrotron	Exploitation partielle	Optimisation et intégration dans la chaîne industrielle

Le travail en synergie entre universitaires, industriels, et autorités publiques est un facteur clé pour maintenir cette dynamique d’innovation. L’essor de la fabrication locale d’équipement électronique comme Xizhi est un signal fort de la montée en puissance de la technologie chinoise dans les semi-conducteurs.

Questions clés autour de la machine de lithographie à faisceau d’électrons en Chine

Quelle est la différence majeure entre la lithographie à faisceau d’électrons et les machines EUV ?

La principale différence est la source utilisée pour graver les circuits. La lithographie EUV utilise une lumière ultraviolette extrême d’une longueur d’onde de 13,5 nm, adaptée pour des productions industrielles à grande échelle. La lithographie à faisceau d’électrons, en revanche, sculpte les motifs électron par électron, ce qui offre une précision extrême mais limite le volume de production.

Quel est l’impact de la machine Xizhi sur l’industrie électronique chinoise ?

Xizhi permet pour la première fois un accès local à une technologie de gravure haute précision, rendant possible l’expérimentation avancée et le prototypage de circuits à une échelle encore inaccessible en interne. Cette capacité a un effet catalyseur sur l’ensemble de l’industrie, favorisant l’innovation chinoise et la fabrication locale.

Pourquoi la lithographie EUV est-elle si convoitée par les fabricants de semi-conducteurs ?

La lithographie EUV est cruciale car elle permet de graver des puces avec des transistors extrêmement miniaturisés, augmentant la densité de ces derniers et améliorant la performance et l’efficacité énergétique des puces électroniques. Elle est l’un des piliers essentiels pour fabriquer des composants adaptés à l’intelligence artificielle, la 5G et d’autres technologies de pointe.

Quels sont les principaux défis à relever pour la fabrication locale de machines EUV en Chine ?

La fabrication de machines EUV exige un contrôle extrême des matériaux, des systèmes optiques ultra-précis, un environnement stable sans vibrations et une maîtrise technologique avancée. Ces aspects représentent des défis techniques et économiques importants que la Chine doit encore surmonter pour produire en masse ces équipements.

Quel rôle joue Huawei dans le développement de la lithographie en Chine ?

Huawei participe activement à la recherche et au développement de technologies de lithographie de nouvelle génération, notamment en testant une machine EUV développée localement. Ce rôle clé ambitionne de repositionner Huawei comme un leader technologique non seulement dans les télécommunications mais aussi dans la conception et la fabrication des puces électroniques (plus d’informations).