Japón quiere acabar con el liderazgo de Países Bajos en equipos de litografía. Este es su plan para conseguirlo
7 Agosto 2024
Japón quiere recuperar el liderazgo como fabricante de equipos de litografía. Canon y Nikon, sus empresas más competitivas en esta industria junto a Tokyo Electron, perdieron la carrera a la que se lanzaron hace más de una década con la neerlandesa ASML con el propósito de desarrollar el primer equipo de litografía de ultravioleta extremo (UVE). Hoy esta compañía de Países Bajos lidera sin discusión el mercado de los equipos de litografía de vanguardia, pero Japón no se rinde.
Canon es la única compañía que a medio plazo podría competir con ASML, pero aún tiene que demostrarlo todo. Su mejor baza, en cualquier caso, es su equipo de litografía de nanoimpresión (NIL). Según Canon esta máquina permite la fabricación de chips de hasta 2 nm y es diez veces más barata que una máquina UVE de última generación. La diferencia de precio es aún mayor si comparamos su coste con el de un equipo de litografía UVE y alta apertura de ASML: 14 millones de euros frente a nada menos que 350 millones de euros.
Japón acaba de desarrollar una nueva tecnología litográfica muy prometedora
El procesado de las obleas de silicio con los equipos de litografía UVE y de ultravioleta profundo (UVP) requiere transportar con muchísima precisión el patrón geométrico descrito por la máscara hasta la superficie de la oblea 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. Esta técnica 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.
En cualquier caso, Canon no es la única baza de Japón en el ámbito de los equipos de litografía de vanguardia. Y es que un equipo de científicos del Instituto de Ciencia y Tecnología de Okinawa ha desarrollado una innovadora tecnología litográfica de tipo ultravioleta extremo con la que, según su estudio, es posible fabricar chips de 7 nm y más allá. Lo interesante es que el profesor Tsumoru Shintake, que lidera este grupo de investigación, asegura que su propuesta compite de tú a tú con las máquinas UVE de ASML, pero su coste es muy inferior y su eficiencia energética mucho mayor.
Este presumible ahorro de los costes y el incremento de la eficiencia son posibles, en teoría, gracias a que el sistema óptico del equipo de litografía UVE japonés es mucho más sencillo que el de las máquinas UVE de ASML. En la ilustración que publicamos encima de estas líneas podemos ver que el sistema óptico del equipo UVE de ASML incorpora diez espejos, mientras que la infraestructura óptica del equipo UVE japonés recurre a tan solo dos espejos. La energía invertida inicialmente en el proceso de transferencia del patrón se reduce aproximadamente un 40% en cada reflexión, por lo que tan solo el 1% de la energía llega finalmente a la oblea de silicio.
Esta pérdida de energía tan dramática implica que la fuente de radiación ultravioleta que es necesario emplear en los equipos UVE de ASML debe ser muy potente. Sin embargo, la solución japonesa sobre el papel solo requiere una fuente de luz ultravioleta de unas pocas decenas de vatios, y no de muchos miles de vatios. Además, esta tecnología no requiere poner a punto un sistema de refrigeración para el láser que implica el consumo de una gran cantidad de agua.
Todo lo que hemos visto hasta este momento suena muy bien, pero no debemos pasar por alto que esta tecnología aún no ha salido del laboratorio. Presumiblemente será mucho más barata y eficiente que la tecnología UVE de ASML, pero no podemos estar seguros hasta que los científicos del Instituto de Ciencia y Tecnología de Okinawa lleven a cabo las primeras pruebas prácticas.
