Una nueva etapa para la fabricación de chips

La fabricación de los chips más avanzados del mundo está a punto de entrar en una nueva fase. ASML y Samsung han anunciado una ampliación de su colaboración para desarrollar tecnologías de litografía High-NA EUV capaces de utilizar máscaras de 12 pulgadas, el doble de tamaño que las utilizadas actualmente en determinadas configuraciones. El cambio busca eliminar algunas de las limitaciones que aparecen cuando se intenta fabricar chips de grandes dimensiones utilizando las máquinas de nueva generación.

La tecnología High-NA EUV utiliza luz ultravioleta extrema para imprimir circuitos extremadamente pequeños sobre las obleas de silicio. Estas máquinas permiten trabajar con una resolución superior a la de los sistemas EUV convencionales y están destinadas a las próximas generaciones de procesadores y memorias. El problema es que su sistema óptico actual utiliza una ampliación diferente que limita el tamaño de cada zona que puede exponerse de una sola vez.

Las máscaras de 12 pulgadas buscan eliminar el problema del stitching

Con las máscaras actuales, los chips de gran tamaño pueden necesitar dividirse en varias exposiciones que posteriormente deben unirse. Este proceso, conocido como stitching, permite fabricar diseños grandes, pero introduce complejidad adicional y puede reducir la productividad. La nueva generación de máscaras de 12 pulgadas pretende permitir que una superficie mucho mayor sea expuesta de una sola vez.

La transición podría aumentar la productividad de las máquinas High-NA y reducir determinados costes de fabricación. La industria espera que la tecnología permita aprovechar mejor las capacidades de estas máquinas en procesadores de inteligencia artificial, donde los chips están creciendo en tamaño y complejidad debido a la enorme cantidad de transistores y memoria necesarios para ejecutar modelos avanzados.

ASML y sus socios pretenden crear una línea piloto para esta tecnología durante la próxima década y alcanzar sistemas preparados para producción alrededor de 2033. Aunque el calendario todavía está lejos, el desarrollo es importante porque las tecnologías de fabricación de semiconductores necesitan años de preparación antes de poder utilizarse de forma generalizada en fábricas comerciales.

Samsung quiere llevar High-NA a la memoria DRAM

Samsung ha confirmado además que pretende introducir la tecnología High-NA EUV en la producción de memoria DRAM de alto volumen a partir de 2028. Sería un paso especialmente importante porque la memoria se ha convertido en uno de los componentes fundamentales de la infraestructura de inteligencia artificial.

Los aceleradores de IA necesitan grandes cantidades de memoria de alto ancho de banda para trabajar con modelos cada vez más grandes. Mejorar el proceso de fabricación de DRAM puede permitir aumentar la densidad, mejorar la eficiencia y continuar reduciendo el tamaño de los componentes. Samsung considera que High-NA puede contribuir a ampliar la hoja de ruta de escalado de la memoria y simplificar determinados procesos de producción.

Intel, TSMC y Samsung avanzan hacia la misma tecnología

La importancia del anuncio se entiende mejor al observar que los principales fabricantes de chips están preparando sus propias estrategias alrededor de High-NA. Intel ya ha utilizado las nuevas máquinas para procesar más de un millón de obleas de 300 milímetros, mientras que TSMC ha confirmado que pretende introducir esta tecnología en fabricación de alto volumen durante la próxima década. Samsung también prepara su incorporación a la producción de DRAM.

El objetivo común es conseguir chips más pequeños, rápidos y eficientes, pero también solucionar los problemas de productividad que aparecen cuando las arquitecturas aumentan de tamaño. La inteligencia artificial está acelerando esta necesidad porque los procesadores destinados a centros de datos contienen cantidades enormes de transistores y necesitan mover grandes cantidades de información.

El desarrollo de máscaras más grandes puede parecer un detalle técnico, pero tiene implicaciones directas para la próxima generación de procesadores. Si la industria consigue reducir el número de exposiciones necesarias para fabricar grandes chips, será posible aprovechar mejor las costosas máquinas de litografía y aumentar la capacidad de producción. En un mercado en el que la demanda de chips para IA continúa creciendo, cualquier mejora en productividad puede convertirse en una ventaja estratégica enorme.