Las nuevas CPU y GPU pasa por una compañía, ¿cómo ven ellos el futuro?

Las nuevas CPU y GPU pasa por una compañía, ¿cómo ven ellos el futuro?

Javier López

Aunque siempre hablamos de Intel, AMD, NVIDIA, Qualcomm y otras empresas del sector de los semiconductores, la realidad es que aunque ellos se llevan el mérito que otorga el producto final para el consumidor, todas ellas, sin excepción, dependen de una sola empresa para poder seguir empujando en la industria. ¿Cómo ve esta empresa el futuro de las CPUs y GPUs? ¿qué novedades les va a traer a los grandes fabricantes? y sobre todo ¿cuándo lo hará?

Como bien sabemos por la cantidad de temas que hemos tratado al respecto, es ASML la que tiene la sartén cogida por el mango y la que marca los ritmos de la industria. La complejidad y avance de sus escáneres es de tal calibre que por pura inversión nadie se plantea hacerles competencia real y directa en la tecnología más avanzada.

Es cierto que en escáneres más comunes sí que hay algo de competencia, pero en el resto, que es lo importante en semiconductores, ASML está sola y por ello saber lo que nos tiene preparado es sinónimo de entender hasta donde van a llegar Intel, AMD y NVIDIA.

ASML actualizó su hoja de ruta con importantes novedades

ASML

Las secciones donde la compañía va a dinamitar una vez más el mercado se van a dividir esta vez en tres muy claras y diferenciadas: sistemas DUV, sistemas EUV y sistemas EUV High-NA.

Evidentemente, estas tres opciones de mercado van dirigidas a diferentes tipos de productos, pero lo cierto es que en todos los casos el mercado DUV cada vez es más escaso y lógicamente todos se están moviendo hacia EUV para no quedarse realmente atrás frente a sus competidores. El problema, como se ha comentado muchas veces, es que el número de escáneres es limitadísimo anualmente, y aunque ASML está aumentado el volumen de producción hay una guerra abierta por comprar más unidades.

Por eso, en los tres sistemas que hemos nombrado hay novedades, las cuales van a marcar tanto las tecnologías, como los rendimientos así como la disponibilidad de obleas en producción, crucial en plena crisis de los semiconductores como estamos viviendo.

Sistemas DUV

ASML-DUV

Aunque parezca extraño, la realidad es que tanto TSMC, como Samsung o Intel siguen usando DUV en un proceso mezclado con EUV. Como sabemos, las obleas y chips se crean por capas, así que en ciertas máscaras se necesita todavía la tecnología de inmersión.

Por ello, ASML ha presentado su cuarta generación de escáneres NXT, en concreto el nuevo NXT:2050i. Las mejoras se centran en el nuevo manipulador de obleas, las platina de las mismas, la lente de proyección, el alargador del pulso láser y la propia capucha de inmersión.

Estas mejoras permiten mediciones más exactas, más rápidas y una corrección de la deflexión de la oblea en mayor grado, lo cual hace que no solamente se consigan más chips funcionales, sino que el rendimiento por hora (Wph) se aumente desde las 275 obleas hasta las 295 obleas.

Esto si hablamos de la tecnología ArFi (inmersión), pero si hablamos de la tecnología en seco (ArF) las novedades se centran en un nuevo NXT:1470 que ofrece 300 WpH, siendo un poco más rápido que su versión homóloga en ArFi, pero que no llegará a ser la mejor versión de sí mismo, ya que hablamos de que una segunda generación llegará con el mismo nombre y un rendimiento de 330 WpH.

Esto evitará en alguna medida que el suministro sea tan escaso, el problema es que en plena crisis de los semiconductores las empresas punteras como las mencionadas puede que se conformen con sus escáneres actuales en post de comprar EUV.

EUV a 0.33 NA

EUV-SYSTEM

O EUV a secas, dado que estamos en esta longitud de onda actualmente. Intel ya tiene escáneres con esta tecnología y longitud, al igual que evidentemente Samsung y por supuesto TSMC, donde de ahí van a salir los 7 nm + y los 5 nm entre otros, así como las RAM 1z de los coreanos.

Llevamos año y medio con los escáneres NXE:3400C y ahora en plena escasez ASML anuncia los nuevos NXE:3600D, los cuales ya están en proceso de reserva y serán enviados a partir de finales de este año si todo va bien.

ASML-Transmision

Las mejoras no están claras al respecto, hay un poco de controversia y especulación porque el escáner llega con algo de retraso, pero si tenemos que citar algo lo rumoreado afirma que tendrá más potencia, mejor óptica, un cambio de fase más rápido y será adaptado al sistema de 3 nm e inferiores.

Esto además sin contar con el aumento de las WpH, ya que pasamos de 135 en el ya veterano NXE:3400C a las 160 del nuevo escáner NXE:3600D.

EUV High-NA 0.55

ASML-Wafer-EUV

La alta longitud de onda para EUV era un desafío hace no tanto tiempo y ahora es más una realidad palpable que otra cosa. La diapositiva así lo muestra, con un WpH de entre 185 y 150 dependiendo de los mj/cm2 que se le apliquen para el grabado.

Las novedades no se saben, ni siquiera hay filtraciones al respecto de cómo se ha conseguido llegar y escalar hasta las 0.55 NA, pero sí que tenemos una fecha de llegada de los escáneres EXE:5000 y sobre todo de los nuevos EXE:5200 que llegarán en 2025 y 2026, dependiendo de cómo evolucionen las técnicas de longitud de onda.

Sabemos que los 0.33NA pueden grabar a un paso de 30 nm con una sola exposición, mientras que se está trabajando en bajar esa cifra hasta los 28 nm y posiblemente al final de la vida útil hasta los 26 nm, al menos en patrones múltiples.

Esto puede producir también los 3 nm de TSMC con la llamada Multi Pattern, pero a partir de ahí no se cree que puedan ser reducidos sin mayor longitud de onda. Hasta tal punto se complica todo, que se van a necesitar los nuevos escáneres y los grabados con ellos tendrán que ser de doble patrón directamente, al menos para los 2 nm de TSMC y los 5 nm de Intel.

Pero igualmente, aunque la dificultad es mayor, el rendimiento también lo será por escáner, ya que están trabajando en unas máscaras EUV con mayor capacidad y capas absorbentes, también en mejorar los foto-resistentes, pieza clave para un grabado más perfecto.

Por lo tanto, el futuro no pinta fácil, pero por lo menos ASML tiene en mente y en diseño nuevos escáneres que permitirán bajar de los 26 nm de Pitch Metal, lo que producirá nodos con transistores más pequeños, por debajo de los 2 nm y 5 nm en TSMC e Intel. El problema por otro lado es obvio: la inversión se está disparando, los costes más de lo mismo y el tiempo entre nodo y nodo está creciendo, por lo que escalar en rendimiento va a ser realmente complicado para CPUs y GPUs.