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La máquina de fabricación de chips más avanzada que existe ahora mismo es el equipo de litografía de ultravioleta extremo (UVE) y alta apertura (High-NA) que produce la compañía neerlandesa ASML. Por el momento solo Intel tiene uno de estos equipos en fase de pruebas en su planta de Hillsboro (EEUU), aunque ASML prevé entregar a sus clientes anualmente a partir de 2025 unos 20 equipos de este tipo con un propósito: poner en sus manos la posibilidad de producir chips de 2 nm y más allá.
Los ingenieros de esta compañía de Países Bajos han invertido una década en el desarrollo de la tecnología necesaria para poner a punto esta máquina. Presumiblemente su vida útil será prolongada, considerando este parámetro como el tiempo durante el que esta máquina mantiene su competitividad desde un punto de vista estrictamente tecnológico y continúa siendo rentable utilizarla. Debería mantenerse en primera línea más de una década, pero cabe la posibilidad de que su sucesora llegue antes de lo previsto.
ASML se plantea empezar a trabajar en su próximo equipo de litografía Hyper-NA
ASML ha anunciado durante la conferencia ITF World 2024 que sus ingenieros han alcanzado un nuevo récord de densidad de transistores durante el proceso de fabricación de circuitos integrados. Han empleado, cómo no, su primera máquina de litografía UVE de alta apertura. Este hito nos anticipa que este equipo debería ser capaz de trabajar con un extraordinario nivel de integración. Sin embargo, esta no es la noticia más sorprendente del evento. Y es que Martin van den Brink ha confirmado que ha propuesto a sus compañeros de ASML empezar a trabajar en el equipo de litografía llamado a suceder a la máquina UVE de alta apertura.
Martin van den Brink no es un ejecutivo cualquiera. Fue presidente y director de tecnología de ASML, por lo que no cabe duda de que sabe qué tiene entre manos. Actualmente ejerce como asesor, y si ha decidido defender en público la posibilidad de que la compañía para la que trabaja comience a desarrollar un equipo de litografía aún más avanzado que la máquina UVE de alta apertura es porque con toda seguridad este plan ya está sobre la mesa. Además, a EEUU y sus aliados les interesa dilatar la ventaja tecnológica que sostienen sobre China en materia de fabricación de chips, por lo que su beneplácito no admite discusión.
La apertura numérica pasará del valor 0,33 de las máquinas UVE y del valor 0,55 de los equipos UVE de alta apertura a 0,75 en la máquina Hyper-NA
Para desarrollar el equipo de litografía UVE de alta apertura los ingenieros de ASML 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.
En el artículo que dedicamos al criterio de Rayleigh explicamos con mucho detalle en qué consiste el parámetro ‘NA’ (numerical aperture), pero en este texto nos basta saber que esta variable identifica el valor de apertura de la óptica utilizada por el equipo litográfico. En este contexto este parámetro refleja esencialmente lo mismo que el valor de apertura cuando hablamos de la óptica de una cámara de fotos, por lo que condiciona la cantidad de luz que los elementos ópticos son capaces de recoger. Como podemos intuir, cuanta más luz recaben, mejor.
Martin van den Brink ha confirmado que el equipo de litografía UVE Hyper-NA (hiperalta apertura) en el que, según él, ASML ya se encuentra en disposición de trabajar, empleará la misma longitud de onda de la luz usada en las máquinas de litografía UVE y UVE de alta apertura (13,5 nm). Sin embargo, la apertura numérica pasará del valor 0,33 de las máquinas UVE y del valor 0,55 de los equipos UVE de alta apertura a 0,75 en la máquina Hyper-NA. Como acabamos de ver, este refinamiento permite transferir a la oblea patrones de mayor resolución, por lo que el equipo de hiperalta apertura se sumergiría de lleno en la escala de los ángstroms.
Todavía sabemos algo más. Algo importante. Presumiblemente el primer equipo de litografía UVE Hyper-NA estará listo en 2033, por lo que los ingenieros de ASML invertirán menos tiempo en ponerlo a punto que en la máquina UVE de alta apertura. Al fin y al cabo su sustrato tecnológico es esencialmente el mismo. Por el momento no tenemos ninguna pista sólida que desvele cuánto costará una máquina de litografía tan sofisticada, pero sabemos que un solo equipo UVE de alta apertura como el que tiene Intel en su fábrica de Hillsboro cuesta 350 millones de euros. Con toda seguridad una máquina UVE Hyper-NA será todavía más cara.
