Los caminos de Intel y TSMC hacia los 2 nm están a punto de separarse. El motivo: el equipo de litografía High-NA de ASML

El equipo de litografía UVE de alta apertura (EUV High-NA por su sigla en inglés) de ASML es un prodigio de la tecnología. Esta sofisticada y complejísima máquina ha sido diseñada por esta compañía neerlandesa para derribar la barrera de los 3 nm y reducir la complejidad del proceso de fabricación de chips de vanguardia drásticamente. Para lograrlo los ingenieros de esta empresa han puesto a punto una arquitectura óptica muy avanzada que tiene una apertura de 0,55 frente al valor de 0,33 que tienen los equipos de litografía UVE de primera generación.

Este refinamiento de la óptica permite transferir a la oblea patrones de mayor resolución, de ahí que sea posible fabricar chips empleando tecnologías de integración más avanzadas que las utilizadas actualmente en los nodos de 3 nm. Todo lo que acabamos de ver suena muy bien, pero los equipos UVE de alta apertura tienen algo en su contra: cada uno de ellos cuesta unos 300 millones de dólares, mientras que una máquina UVE de primera generación se mueve en la órbita de los 150 millones de dólares.

Por el momento ASML ha entregado una sola máquina dotada de esta tecnología, y la tiene Intel en su planta de Hillsboro, en EEUU. La compañía de Países Bajos tiene la intención de entregar a sus clientes anualmente a partir de 2025 600 máquinas de litografía de ultravioleta profundo (UVP), 90 equipos de litografía UVE y 20 equipos de litografía UVE de alta apertura. Es razonable prever que estas últimas máquinas irán a parar a las plantas de Intel, Samsung y TSMC, pero cabe la posibilidad de que esta última aún no apueste por lo último de ASML.

TSMC no se ha pronunciado oficialmente, pero parece que va a extremar la cautela

La relación que mantienen actualmente TSMC y ASML es muy estrecha. Es lo que cabe esperar del mayor fabricante de circuitos integrados del planeta y de la empresa que produce los equipos de litografía más avanzados del mercado. A mediados del pasado mes de enero C. C. Wei, el director general de TSMC, se mostró extremadamente cauto durante una reunión en lo que se refiere a la posibilidad de que su compañía adopte los nuevos equipos de litografía de ASML.

"Estamos estudiándolo minuciosamente, evaluando la madurez de la herramienta y examinando sus costes. Nosotros siempre tomamos la decisión adecuada en el momento oportuno con el propósito de ofrecer el mejor servicio a nuestros clientes", aseguró Wei durante su intervención. Esta declaración ha despertado algunas suspicacias debido a que Jeff Koch, un analista de la industria de los semiconductores que ha trabajado en ASML hasta hace apenas dos meses, defiende que a pesar de la reducción de la complejidad que conlleva el uso de una máquina de alta apertura el single patterning del equipo High-NA deviene en un coste perceptiblemente más alto que el del double-patterning de las máquinas UVE convencionales.

El multiple patterning es una técnica de litografía que consiste en transferir el patrón a la oblea en varias pasadas con el propósito de incrementar la resolución del proceso litográfico. Según Koch este incremento del coste de la producción de circuitos integrados unido al elevado precio de cada equipo de litografía UVE de alta apertura merma el potencial interés de estas máquinas para algunos clientes de ASML.

Esta es la razón por la que resulta razonable concluir a partir de las declaraciones de C. C. Wei que TSMC va a pensarse dos veces dar el salto a los equipos UVE High-NA de ASML. Posiblemente aún tiene margen para refinar sus procesos en los equipos UVE de primera generación, aunque a medio plazo es probable que a pesar de su aparente reticencia inicial acabe haciéndose con las máquinas más avanzadas de la compañía de Países Bajos. Todo sea por superar los límites físicos impuestos por la tecnología de los equipos de litografía UVE convencionales.

Imagen de portada | TSMC

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