Los aceleradores de partículas son el futuro de los chips en CPU y GPU

El uso de la tecnología EUV es clave para el avance en los semiconductores, ya que sin ella los nuevos nodos de fabricación que hacen uso de transistores cada vez más pequeños, no serían posibles. No obstante la maquinaría EUV que se hace servir a día de hoy tampoco escalará eternamente y es por ello que se está investigando ya en sus reemplazos: el sincrotrón.

En las fundiciones de chips de TSMC, Samsung e Intel la maquinaría EUV de ASML es común, ya que el trabajo de estos medios de producción es grabar las obleas con láser para crear los chips bajo los nodos más avanzados. Para ello, lógicamente cada una hace uso de un láser con una potencia de varios cientos de vatios, los cuales son disparados ante un complejo grupo de espejos que permiten moldear el contenido de las obleas. Dicho de otra manera, dicha luz se utiliza para moldear los chips que acaban en nuestros dispositivos electrónicos.

ASML Obleas Futuro

Lo que sabemos es que ASML dará el salto a un nuevo tipo de maquinaria EUV – NA en los años próximos y de mayor precisión, no obstante dicha tecnología tiene un límite y la dependencia del sector de la maquinaria de ASML es algo que llama poderosamente la atención. Hasta el punto que una simple prohibición de la distribución de dichos sistemas de producción a ciertas fundiciones de China les ha cerrado por completo su avance.

Es por ello que el desarrollo de alternativas a la maquinaria de ASML para modelar las obleas en los chips del mañana es uno de los campos que más se investiga y por el momento es el uso de aceleradores de partículas a escala los que parecen tener más números en ser el futuro en la construcción del hardware.

El sincrotrón, la alternativa a la maquinaria EUV de ASML

Sincrotrón

Según informan fuentes con conocimientos en el tema, la situación con la maquinaría EUV en nodos de fabricación como los 3 nm de TSMC es tal que 10 máquinas EUV logran una velocidad de producción de 15.000 obleas por mes. Esto se traducen en 500 obleas por día para las 10 máquinas y 50 al día por máquina. Siendo este el cuello de botella de cara a la producción de nuevos chips.

Por ejemplo, la fundición taiwanesa tiene una capacidad cercana las 150.000 obleas mensuales con los nodos de fabricación actuales (sin EUV, solo DUV) lo que se traduce en que bajo su nodo N3 mantener dicha producción necesitaría de media 100 unidades de escáneres EUV de ASML. Y hemos de partir que esto es un consumo energético enorme, en especial en un entorno donde el cambio climático se ha convertido en el tema político y medioambiental más complejo de cara al desarrollo en los próximos años. Para que os hagáis una idea se habla de consumos de 500 W para cada una de dichas máquinas. ¿Hemos hablado de 100 máquinas no? Imaginad ahora una planta de fabricación de chips en la que solo la parte de imprimir las obleas tiene un consumo de 50 kW.

La alternativa pasa alrededor del Sincrotrón, un acelerador de particular en miniatura que hace uso de imanes que permiten manipular a los electrones y generar con ello fotones. No obstante ese método pese a que parece ser que escala mucho mejor en cuanto a consumo y permite crear medios para la producción de menor tamaño, y por tanto ser mejor sobre el papel, aún no ha resuelto la capacidad para recolectar la luz de manera eficiente para que se pueda utilizar como sustituto de la maquinaria de ASML en la creación de nuevos chips.