Iván Linares
Editor SeniorFabricar el procesador de nuestro smartphone implica pasos tan extraordinariamente complejos que, hoy por hoy, solo están al alcance de una compañía europea: ASML. Su tecnología de litografía por ultravioleta extremo (EUV) es el que utilizan las empresas que fabrican los chips del teléfono. Y China quiere cambiar este dominio apoyándose en Huawei y SMIC, la principal fundición china y la que aspira a hacerle frente a TSMC.
Qualcomm, Samsung, Apple, MediaTek... Todas son marcas relacionadas con el smartphone que fabrican y montan procesadores de vanguardia en sus dispositivos. Y tienen dos cosas en común: esos chips los fabrica la taiwanesa TSMC y esta utiliza maquinaria de la holandesa ASML para dicha fabricación. Podríamos decir que la vanguardia del procesamiento a nivel global está en solo dos manos. Y lejos del dominio de China, por eso es tan importante para el país encontrar la manera de ponerse a la altura.
220.000 grados, esta es la temperatura con la que se escriben los chips
Láser de una máquina de litografía ultravioleta extrema. Imagen de ZEISS
Cuando comentábamos lo de «extraordinariamente complejos» al inicio no era para subrayar la hipérbole: la dificultad es tan grande, que solo existe una máquina en el mundo capaz de fabricar los procesadores que montan los smartphones clave de la actualidad. Dicha máquina cuesta 140 millones de euros por unidad, pesa casi 50 toneladas y cuenta con 150.000 piezas.
China no puede comprarlas, el veto de Estados Unidos se lo impide.
La maquinaria de ASML, que utiliza ultravioleta extremo para exponer patrones sobre las obleas de silicio, emplea una tecnología que dispara pulsos láser de CO2 a gotitas de estaño para convertirlas en plasma a una altísima temperatura: 220.000 grados Celsius. Es casi 40 veces la temperatura de la superficie del sol. Dentro de una máquina.
No solo es importante el plasma, también cómo se dirige con precisión extrema sobre la superficie de silicio para trasladar los intrincados planos del diseño de cada chip: la alemana ZEISS brinda sus ópticas para dirigir la luz ultravioleta que genera el plasma por la oblea. La tecnología se denomina «ultravioleta extremo» por la longitud de onda mínima que consiguen ASML y ZEISS: 13,5 nm.
Gracias a la potencia luminosa del haz dirigido, su precisión extrema y a que todo el proceso se realiza en vacío dentro de la maquinaria, la eficiencia por oblea puede ser muy alta (cuánto aprovecha el fabricante de cada unidad): si al inicio TSMC estaba en un 60 %, ahora ha madurado el proceso hasta alcanzar una cifra estimada del 90 %. Esto hace que sea muy rentable, ya que la empresa apenas tiene «desperdicio».
Ya hemos visto las ventajas de la tecnología de ultravioleta extremo, aporta innumerables ventajas al proceso; además de permitir la fabricación de chips eficientes y de enorme potencia. Pero ¿qué ocurre con China y Huawei? Dado que no pueden acceder a maquinaria de ASML, al menos a la de mayor capacidad, su senda discurre por un camino diferente.
Huawei busca perfeccionar un proceso «antiguo» de fabricación
China, y por extensión todas sus empresas, están vetadas para la adquisición de la maquinaría de ASML más actual y potente, la que utiliza ultravioleta extremo (EUV) y ultravioleta profundo (DUV). Sí que cuentan con maquinaria antigua que emplea ultravioleta profundo, de cuando SMIC, fabricante de chips chino, sí podía acceder a esa tecnología. Como se suele decir, la necesidad agudiza el ingenio.
Huawei y SMIC no pueden fabricar con la extrema miniaturización que consigue TSMC, pero se las están ingeniando para mejorar los procesos a los que sí tienen acceso para conseguir resultados que sorprenden hasta a Estados Unidos. En lugar de calentar gotas de estaño con láser para crear y generar luz ultravioleta con longitud de onda extremadamente corta, los chinos crean plasma guiado directamente con el láser.
El proceso genera luz ultravioleta extrema, pero con menor eficiencia y potencia que la que consigue ASML. Huawei y SMIC se encuentran depurando la tecnología, China está poniendo mucho esfuerzo en desarrollarla. De hecho, podría alcanzar los 5 nm para la fabricación en masa a lo largo de 2026. Y llegar a los 3 y 2 nm para 2030.
Mientras ASML ha afianzado su tecnología única durante años, Huawei y SMIC pretenden acelerar su propia alternativa con una inversión colosal y fruto de la necesidad: China necesita ser un actor destacado en los procesadores de vanguardia. La línea de producción de chips de Huawei, actualmente en construcción, da una idea de la envergadura del proyecto.
Una lucha sin cuartel que puede cambiar para siempre los semiconductores
Comprobación de las obleas de silicio. Imagen de ZEISS
Por un lado, ASML tiene una tecnología madura, única y con facilidad para vendérsela a cualquiera. Por el otro lado, Huawei y SMIC invierten en ingeniería y desarrollo para lograr una alternativa viable, económica y competitiva a ASML. Tener a todo un gigante como China empujando por detrás puede ser una gran ventaja para Huawei y SMIC.
Mientras ASML necesita fundir gotas de estaño a temperaturas que rivalizan con el sol, Huawei sueña con usar un rayo láser para escribir en los chips, como los médicos utilizan el bisturí. El reto no es solo técnico, es estratégico: si lo logran, pueden cambiar el mapa del poder tecnológico mundial.
Imagen de portada | ZEISS
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