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China está haciendo los planes económicos para 2025-2035, porque el Hecho en China 2025 está tocando a su fin, y el foco está puesto en los semiconductores. Hoy en día son la pieza fundamental de todo dispositivos electrónico, e incluso un radiodespertador incluye decenas de ellos. Con los vetos estadounidenses a la maquinaria litográfica occidental, China se está centrando precisamente en ellas. La última inversión anunciada que estará dentro del Gran Fondo de financiación son 1000 M$ directos a HLMC, una empresa de Shanghái y perteneciente al entramado del Grupo Huahong.

Japón está embarcada en una gran alianza para crear un proceso litográfico puntero propio con el que reducir su dependencia de Taiwán. Con la inestabilidad geopolítica, estos planes se han acelerado. SoftBank, Kioxia, Toyota, Sony, Denso, MUFG Bank y NEC fundaron Rapidus el año pasado, aunque también intervienen los gobiernos de Japón y EUA. Este último por necesidad porque su tecnología es usada en infinidad de maquinaria litográfica. Rapidus empezará a producir en 2025 a 2 nm, con una lenta rampa de producción hasta 2027, por lo que ya tienen puesta la mirada más allá.

El Gobierno estadounidense en pleno está llevando una campaña para evitar que China tenga acceso a los procesos litográficos punteros que incluyen tecnología estadounidense, de una forma u otra. La idea es ralentizar el avance en IA del país, pero China está consiguiendo no solo expandir su producción a pesar de las sanciones, sino también está desarrollando maquinaria litográfica propia para solucionar de raíz este problema. Pero esto último llevará una década, y mientras tanto sus empresas tienen que seguir aumentando su volumen de producción. Lo cual está consiguiendo, según el Gobierno estadounidense, a través de los vacíos legales internacionales.

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.