Etiqueta: Litografías

TSMC ha estirado un poco más de lo debido el uso de los FinFET en sus litografías porque su actual proceso más avanzado, el de 3 nm, los conserva a diferencia de lo que ha hecho Samsung. Sin embargo, eso le permitirá lanzar una litografía de 2 nm mejorada, con unos GAAFET bastante más avanzados. No ha dado demasiados detalles sobre ese proceso al que llama N2, que entrará en producción en masa a finales de 2025, ni su segunda generación N2P, o los ha dado con cuentagotas. Ahora ha hablado un poquito más de estos en el Simposio Europeo de Tecnología 2023 de TSMC.

El diseño de chips lógicos se basa principalmente en transistores, pero siempre hay una cierta cantidad de SRAM en su interior, por ejemplo para caché, que está creada con condensadores. Un análisis previo de Wikichip de la reducción de la SRAM en los últimos procesos litográficos de TSMC apuntaba a una reducción mínimo del tamaño de esas estructuras, lo cual lleva a chips que reducen su tamaño menos de deseable y por tanto son más caros para los clientes de TSMC. Se centraba en el proceso N3 (3 nm), pero en los derivados (N3E, N3P, N3X, N3S) el tamaño de los condensadores no se va a reducir.

TSMC anunció a finales de 2021 una nueva variación de su proceso de 4 nm, basado en el de 5 nm, orientado a computación de alto rendimiento. Ese proceso es el N4X, y es uno que es capaz de proporcionar mayor corriente a los transistores durante más tiempo y de manera más estable haciendo varias modificaciones a la forma de crearse los chips. A pesar de esas modificaciones, mantiene la compatibilidad de desarrollo con el actual proceso N4P.

Los procesos litográficos avanzados están teniendo que crear nuevas estructuras con las que conformar los transistores de los chips y por eso actualmente se está haciendo la transición a los GAAFET o transistores de efecto de campo de puerta envolvente. Para poder seguir reduciendo el tamaño de las litografías, las compañías están explorando otras opciones como los CFET (transistor de efecto de campo complementario) como ya indicó ASML hace más de año y medio. La neerlandesa es una parte fundamental en todo este proceso como la productora de la maquinaria litográfica más avanzada del mundo.

Japón está siendo la apuesta de muchos fabricantes de semiconductores para diversificar su negocio. Los incentivos del Gobierno japonés tienen que ver con ello, pero también estar cerca de donde se produce cierta maquinaria, líquidos y otros fungibles que necesita la producción litográfica, sin acabar produciendo más en China o Taiwán. Ahora Micron ha indicado que llevará a su fábrica de Hiroshima (Japón) la producción con su proceso litográfico más puntero, el de 1γ nm, que usa luz ultravioleta extrema (UVE) para producir múltiples capas de los chips.

El diseño de chips asistido por inteligencia artificial es una necesidad en el sector debido a la creciente complejidad de los chips. Una de las más populares está DSO.ai de Synopsys, aunque no es que haya muchas más que usen IA. La de Cadence, llamada Cerebrus, va ligeramente por delante en el sector, aunque dentro del campos de la automatización del diseño electrónico ambas compañías tienen clientes importantes y están haciendo los mismos progresos. Aun así, Synopsys ha anunciado que su herramienta ya ha ayudado a diseñar más de doscientos chips y a llevarlos a fotolitos.

Las continuas prohibiciones al comercio con China que está imponiendo EUA a sus empresas o aquellas que usen tecnologías estadounidense está espoleando el desarrollo de la industria de los semiconductores china. Pero todavía tendrán que pasar unos años hasta que puedan producir chips con procesos litográficos punteros, por lo que el país se está volcando con los procesos maduros. Aunque normalmente se tendría que entender por ello los de 12 nm o más, para China se trata de los de 20 nm o más.

Samsung y TSMC han tenido sus problemas y retrasos con sus procesos litográficos de 3 nm pero aparentemente en el tercer trimestre del año deberían llegar los primeros chips productos con ellos al sector consumo. El iPhone 15 o algún nuevo Mac son candidatos para ello. Por eso tienen la mirada puesta en la segunda generación a 3 nm, y Samsung hablará de ella en el Simposio de Circuitos y Tecnología de VLSI que se celebrará el IEEE a mediados de junio en Kioto (Japón).

TSMC sigue siendo la fundición de chips más importante del mundo, tanto por volumen de producción como por calidad de sus procesos litográficos. La compañía ha dado información sobre la distribución de su producción durante 2022, mostrando un cierto aumento de producción del 7.7 % respecto a 2021 llegando hasta las quince millones de obleas equivalentes a 30 cm. Podría haber sido más, pero los recortes de producción que empezaron en el cuarto trimestre bajaron el listón.

TSMC no ha tenido claro desde un primer momento el inicio de las operaciones en EUA, pero la presión política y los supuestos incentivos económicos que iba a tener hicieron que tomara la decisión de producir en el país. Pero la aprobación de las condiciones de la Ley CHIPS han enfadado a la compañía porque son contraproducentes para sus intereses. Quizás por ello los rumores de que va a cobrar un 30 % más por lo producido en EUA son factibles.