TSMC pospone High-NA hasta 2030 por costes, mientras Intel avanza con el millón de obleas.

Intel ya ha superado el millón de obleas procesadas con sus máquinas de fotolitografía de ultravioleta extremo (UVE) y alta apertura (High-NA). Estos equipos fabricados por la compañía neerlandesa ASML son los ingenios de fabricación de chips más avanzados que existen actualmente. E Intel lleva trabajando con ellos algo más de dos años y medio. No obstante, este hito no implica que la compañía liderada por Lip-Bu Tan haya procesado un millón de obleas íntegramente con litografía High-NA; contabiliza las obleas utilizadas durante la instalación, la certificación, la I+D y la producción con estas máquinas.
Sea como sea, el mayor mérito de Intel no reside en el número de obleas procesadas con esta tecnología. La litografía High-NA es capaz de trasladar a la superficie de la oblea de silicio patrones con más resolución y, por tanto, detalles más pequeños, que la fotolitografía UVE convencional, pero tiene un problema: plantea dificultades para producir chips grandes. Esta restricción se debe a que la óptica anamórfica de los equipos High-NA provoca que la máscara de 6 x 6 pulgadas convencional no pueda proyectar sobre la oblea una superficie de 26 x 33 mm como la tecnología UVE tradicional.
Con las máscaras actuales, las máquinas High-NA proyectan un campo de 26 x 16,5 mm, por lo que para fabricar chips grandes es necesario realizar dos exposiciones. Esta técnica se conoce como stitching (cosido), y requiere exponer las dos mitades del circuito integrado en etapas sucesivas y llevar a cabo una alineación muy precisa de ambas. De lo contario, el chip será defectuoso. Intel lleva más de dos años trabajando no solo para optimizar sus procesos de producción High-NA; también se está esforzando para poder utilizar máscaras de 6 x 12 pulgadas que le permitan exponer de una sola vez un campo de 26 x 33 mm.
TSMC está decidida a prescindir de la tecnología 'High-NA' hasta 2030
TSMC ha tomado un camino muy diferente al que está recorriendo Intel. Y es que esta misma semana ha confirmado oficialmente que no introducirá la fabricación de chips con la litografía UVE High-NA hasta 2030. Llegará, en principio, mucho más tarde que Intel. Y, presumiblemente, también que Samsung. Sabemos desde hace mucho que esta compañía taiwanesa se va a tomar con calma la adopción de esta tecnología de integración, pero parece que esta es su confirmación definitiva y oficial de esta estrategia.
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El principal motivo por el que TSMC ha decidido no usar estas máquinas a corto plazo es estrictamente económico. Cada una de ellas tiene un precio de unos 350 millones de euros, y, además, una sola planta de semiconductores de vanguardia requiere la instalación de varias decenas de estos equipos. TSMC considera que actualmente son demasiado caras para rentabilizar la fabricación de chips avanzados.
El principal motivo por el que TSMC ha decidido no usar estas máquinas a corto plazo es estrictamente económico
El paso que ha dado TSMC no ha sido improvisado, como cabe esperar. De hecho, durante los últimos dos años varios directivos de esta compañía han expresado públicamente sus dudas acerca de la adopción a corto plazo de los equipos High-NA de ASML. En enero de 2024 C.C. Wei, el actual presidente y director general de TSMC, nos sorprendió con esta declaración:
"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 una reunión. Pocas semanas antes Szeho Ng, un analista de China Renaissance, vaticinó que TSMC no utilizaría los equipos UVE de alta apertura de ASML hasta que introdujese su tecnología de integración de 1 nm.
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En 2029 TSMC pretende tener preparadas para la producción a gran escala las tecnologías de integración A12 y A13, que no son otra cosa que derivados de su fotolitografía A14. Desde un punto de vista comercial estas serán las primeras tecnologías de 1,2 y 1,3 nm de esta compañía. Utilizarán transistores GAA (Gate-All-Around) de segunda generación y la tecnología NanoFlex Pro. Esta última innovación permitirá a los diseñadores de circuitos integrados usar celdas rápidas para las partes críticas de la GPU que necesitan velocidad, y celdas densas o eficientes para el resto, optimizando así el área del chip hasta el último milímetro.
Lo que todavía no sabemos es qué soluciones técnicas van a implementar los ingenieros de TSMC para hacer posible la fabricación de circuitos integrados de 1,2 y 1,3 nm empleando los equipos UVE de ASML. Solo es una conjetura, pero parece poco probable que vayan a recurrir al multiple patterning debido a que este procedimiento compromete el rendimiento por oblea y el coste de los semiconductores. TSMC perdería competitividad.
Imagen | ASML
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Intel y TSMC han tomado caminos radicalmente opuestos con la litografía 'High-NA'
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Xataka
por
Laura López
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