ASML tiene el monopolio efectivo de los equipos de litografía que son necesarios para fabricar circuitos integrados de vanguardia. Los dos mayores competidores de esta empresa neerlandesa, las compañías japonesas Canon y Nikon, se retiraron de la carrera por el desarrollo de las máquinas de litografía de ultravioleta extremo (UVE) por los altísimos costes que requería su puesta a punto. Finalmente después de dos décadas de trabajo y gracias al respaldo económico de algunos de sus clientes, entre los que se encuentra Intel, ASML logró poner a punto el primer equipo de litografía UVE funcional.
Hoy podemos encontrar estas avanzadas máquinas de fabricación de chips en algunas de las plantas de semiconductores de TSMC, Intel y Samsung, y presumiblemente en el futuro llegarán también a las fábricas de circuitos integrados de SK Hynix, Micron Technology y GlobalFoundries. Actualmente TSMC y Samsung están fabricando chips de 3 nm con estos equipos, e Intel ya tiene en su planta de Hillsboro (EEUU) una máquina de litografía UVE de alta apertura, que a todos los efectos es un equipo UVE de segunda generación.
ASML tiene una posición extraordinariamente sólida en el mercado de los equipos de litografía. Ni siquiera las sanciones de EEUU a China, que están condicionando seriamente su negocio en el país liderado por Xi Jinping, han conseguido dañarla perceptiblemente. De hecho, durante el último trimestre de 2023 los pedidos de equipos de litografía UVE se han triplicado. Pese a todo hay un competidor que parece estar listo para incomodarla. Una compañía que ha logrado poner a punto un equipo de litografía capaz, sobre el papel, de competir de tú a tú con las máquinas UVE de la empresa de Países Bajos.
Canon se está preparando para colocar en las fábricas sus equipos de litografía NIL
A principios de noviembre de 2023 Canon anunció que tenía listo su primer equipo de litografía de nanoimpresión (se conoce como NIL por su denominación en inglés NanoImprint Lithography) capacitado para fabricar circuitos integrados de hasta 2 nm. Esta compañía japonesa comenzó a trabajar en la litografía NIL en 2004. Trece años después, en 2017, entregó el equipo FPA-1200NZ2C, su primera máquina NIL funcional, a Toshiba para que fuese instalada en su planta de producción de chips de memoria de Yokkaichi, en Japón.
La litografía NIL permite transferir el patrón a la oblea sin la necesidad de que intervenga en el proceso un sistema óptico extremadamente complejo
Desde entonces los ingenieros de Canon han continuado refinando su tecnología de litografía de nanoimpresión, una tecnología muy diferente a la que utilizan los equipos de litografía UVE y UVP (ultravioleta profundo). Muy a grandes rasgos la producción de obleas de silicio en estos últimos requiere transportar con muchísima precisión el patrón geométrico descrito por la máscara hasta la superficie de la oblea de silicio empleando luz ultravioleta y unos elementos ópticos extremadamente refinados. La litografía NIL, sin embargo, permite transferir el patrón a la oblea sin la necesidad de que intervenga en el proceso un sistema óptico extremadamente complejo.
La estrategia de la litografía NIL es más sencilla y económica, pero también conlleva la ejecución de varios procesos secuenciales que la hacen más lenta que la litografía UVE y UVP. Según Canon sus equipos de litografía de nanoimpresión pueden ser utilizados para fabricar circuitos integrados equiparables a los chips de 5 nm que TSMC, Samsung o Intel están produciendo con las máquinas UVE de ASML. Y en el futuro con los refinamientos que llegarán podrán fabricar chips de 2 nm. Suena bien.
Además, un equipo NIL cuesta diez veces menos que una máquina UVE de ASML: 15 millones de dólares frente a los 150 millones de dólares que pide la compañía neerlandesa a sus clientes por una máquina UVE con apertura numérica 0,33. Canon ha anunciado que antes de que concluya 2024 entregará a algunos de sus clientes los primeros equipos de litografía NIL de última generación. SK Hynix ha confirmado que está interesada en ellos porque, al parecer, esta tecnología es idónea para producir chips NAND flash, por lo que probablemente esta compañía surcoreana será una de las primeras que contará con estas máquinas en sus plantas de semiconductores.
Imagen de portada | Canon
Más información | DigiTimes Asia
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