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Canon anunció hace unas semanas la máquina FPA-1200NZ2C, que es de las más avanzadas del mercado de la producción de chips. Usa una técnica de nanoimpresión de las estructuras de un chip en lugar de usar luz para transferir el patrón de unos fotolitos a una oblea. Canon asegura que se pueden crear chips que serían equivalentes a los 5 nm de la maquinaría litográfica normal. Pero donde Canon puede triunfar más con esta máquina es con el precio, porque según el director ejecutivo de la compañía, «su precio tendrá un dígito menos que la maquinaria de luz ultravioleta extrema de ASML».

Samsung Foundry ha sido la primera compañía en utilizar los transistores de efecto de campo de puerta envolvente (GAAFET) en uno de sus nodos litográficos, lo cual le ha permitido acercarse a las características de los nodos más avanzados de TSMC. Pero la compañía va a seguir evolucionando estos transistores, y aparentemente seguirá usando los GAAFET en su nodo litográfico de 1.4 nm, aunque con un cambio bastante importante como es el número de nanoláminas apiladas.

Samsung se está conformando con ser la fundición en la que las principales tecnológicas diversifican su producción para no depender solo de TSMC. Sus procesos litográficos son buenos, pero no tan buenos como los de la taiwanesa, aunque en Samsung Foundry esperan empezar a recortar distancias con la segunda generación del proceso litográfico de 3nm —SF3, en terminología de la compañía— porque añadirá importantes mejoras. La compañía espera que este proceso y el siguiente de 4 nm mejorado entren en producción en la segunda mitad de 2024.

TSMC está enfrascada en resolver los problemas de productividad del proceso litográfico de 3 nm que ha empezado a llegar al mercado en forma del procesador A17 Pro de los iPhone 15 Pro. Pero el calendario de la compañía es bastante ambicioso porque la sombra de Intel se le acerca, por lo que las miradas están puestas en los procesos litográficos de 2 nm, el siguiente a llegar al mercado en algún momento de 2025, y en el de 1.4 nm. El problema surge de que la compañía todavía no tiene decidido dónde va a empezar a producir este último.

Voy a empezar diciendo que la nomenclatura de nanómetros de las actuales litografías dicen poco del tamaño en sí de los transistores. Ahora mismo son estimaciones en función de una variedad de parámetros, normalmente subjetivos propios de la compañía que desarrolla una litografía. Ahí está el ejemplo de los 4 nm de Samsung frente a los de TSMC, que no eran nada comparables, sobre todo en términos de consumo, en los Snapdragon 8 Gen 1 (Samsung) y Snapdragon 8+ Gen 1 (TSMC). Por eso la nueva nomenclatura de Intel está bastante en entredicho dentro del sector, sobre todo por parte de TSMC.

Puede que casi solo se hable de ASML en lo referente a maquinaria avanzada de producción de chips, pero Canon es uno de los competidores fuertes aunque con una cuota de mercado bastante menor. De hecho ASML tiene como el 75 % del mercado y Canon en torno al 15 %, siendo la tercera Nikon con el 5 %, y Samsung también tiene cierta presencia. Normalmente se centran en maquinaria para litografías más maduras, pero que aun así se pueden considerar avanzadas. Ahora Canon ha anunciado un nuevo sistema de nanoimpresión litográfica (NIL) con el que pretende ganar clientes.

Aunque TSMC tiene bastante por mejorar en el terreno de la productividad de su proceso litográfico de 3 nm, tiene que seguir con su plan para los próximos años. Eso incluye el siguiente paso que es bajar a los dos nanómetros, lo cual traerá importantes cambios en cómo fabrica las obleas. Ahora la compañía ha indicado que casi ha terminado de desarrollar todo el apartado de herramientas de diseño electrónico automatizado (EDA) que se usará para los chips a 2 nm, porque cambian radicalmente frente a las que se usan actualmente.

Rusia ha dado pasos en el último año para acelerar la producción local de chips, tras años de depender mayormente del exterior. China ha ayudado a suministrarle chips y tiene acceso a las propias fundiciones chinas, pero como cualquier otro país lo que intenta el Gobierno ruso es poseer más fábricas de chips. Pero en lugar de la perspectiva de, por ejemplo, la Unión Europea de depender aún más de las litografías estadounidenses, surcoreanas o taiwanesas, Rusia está dando pasos para producir las suyas propias. Pero es una lucha cuesta arriba por de dónde parte y a dónde quiere ir: producir a 14 nm en 2030 con una litografía rusa.

Intel está muy cerca de empezar a producir chips a 1.8 nm. Si todo va bien, a finales de 2024, un año del que ya estamos cerca. Por eso en el sector de los semiconductores se tiene puesta la mirada en las próximas formas de producir las estructuras de los transistores en las obleas con el objetivo de reducir su consumo y mejorar el rendimiento general de los chips lógicos. Actualmente estamos en los GAAFET o nanoláminas, pero habrá que dar un salto radical hacia los CFET. Intel y TSMC hablarán de sus progresos en la Conferencia Internacional de Dispositivos Electrónicos (IEDM) del 9 al 13 de diciembre.

El sector chino de la producción de chips está viviendo un desarrollo rápido debido a la inyección de dinero que el Gobierno chino ha metido en él en los últimos años para evitar las sanciones estadounidenses o para autoabastecerse. El punto candente de toda la industria china es la producción de maquinaria propia. Si bien Huawei está terminando de probar su escáner litográfico para fabricar a 14 nm, será mayormente para uso propio. De momento. Sin embargo, la empresa Shanghai Micro Electronics Equipment (SMEE) va a empezar a instalar en fundiciones los primeros escáneres para fabricar a 28 nm.