Por Stu Woo y Maarten van Tartwijk
VELDHOVEN, Holanda— ASML Holding NV, una compañía relativamente desconocida que tiene su sede cerca de los sembradíos de maíz en esta localidad, podría tener la respuesta a una pregunta que se cierne ominosamente sobre la industria global de semiconductores: cómo hacer que los chips realicen más tareas manteniendo su tamaño compacto.
Las hazañas del sector han sido codificadas en lo que se conoce como la Ley de Moore, según una observación formulada en 1965 por Gordon Moore, cofundador de Intel Corp. El ejecutivo postuló que los fabricantes de chips podrían duplicar el número de transistores en un microprocesador típico, así como su desempeño, cada dos años.
El año pasado, sin embargo, el presidente ejecutivo de Intel, Brian Krzanich, advirtió que después de décadas de avances extraordinarios, el cronograma de tiempo se estaba aproximando a cerca de dos años y medio. Algunos ejecutivos del sector incluso temían que la Ley de Moore, una regla de oro que sustenta la informática moderna, corriera un riesgo vital.
ASML cree que su tecnología de punta puede prolongar la vida de la Ley de Moore. “Todavía no me preocupan los próximos 10 años o más”, dice Hans Meiling, que supervisa el esfuerzo de ASML para tratar de resolver este problema.
Muchos en la industria, incluyendo grandes patrocinadores como la propia Intel y Samsung Electronics Co. , esperan que ASML logre acelerar el ritmo de la innovación una vez más. Con cerca de 15.000 empleados e ingresos que el año pasado rondaron los 6.300 millones de euros (unos US$7.050 millones), la compañía fabrica equipos que producen los microprocesadores y se especializa en un ámbito conocido como fotolitografía. ASML utiliza rayos de luz para instalar miles de millones de transistores —las neuronas de un chip— en un microprocesador.
Expertos en aparatos ópticos como Canon Inc. y Nikon Corp. también son activos participantes de este mercado, pero ASML es el líder. Durante la última década, se ha centrado en hacer rayos de luz más sofisticados, que utiliza para crear transistores cada vez más pequeños que puedan encajar en forma más compacta en las obleas de silicio.
“Tiene una importancia enorme para la capacidad [de la industria de los semiconductores] de continuar con la Ley de Moore”, dice Greg McIntyre de Imec, un instituto de investigación de chips con sede en Bélgica. Las últimas máquinas de fabricación de chips de ASML podrían representar un gran salto hacia adelante en esta búsqueda, vaticina.
Para hacerse una idea de la magnitud del desafío, una hebra de cabello humano tiene unos 75.000 nanómetros de ancho. La actual maquinaria estándar de la industria produce un rayo de luz que dibuja líneas de 38 nanómetros de ancho. La tecnología de ASML, llamada litografía ultravioleta extrema (EUV, por su siglas en inglés), traza líneas de 16 nanómetros de ancho.
El proceso funciona de la siguiente manera: los fabricantes primero funden silicio, un material abundante que se encuentra en la arena y es muy cotizado por sus propiedades semiconductoras, que permite un flujo controlado de electricidad. El silicio fundido se enfría en una estructura en forma de salchicha, que luego se corta en finas obleas que se parecen a un viejo disco LP y a las que se les administra una capa fotosensible. A continuación, los fabricantes de chips, usando delgados rayos de luz, dibujan una cuadrícula de líneas.
Imagine esas cuadrículas como las calles de una ciudad. Los químicos desplazan las “calles” y el resto de los “edificios” esencialmente se convierten en transistores. En comparación con las máquinas convencionales, las herramientas EUV de ASML hacen esas calles más estrechas y, por lo tanto, los edificios más pequeños. Esto significa más transistores y más potencia computacional.
Al comprimir más transistores en los chips, los fabricantes podrían aumentar la velocidad computacional o de memoria de almacenamiento del chip, entre otros beneficios. La nueva tecnología de ASML permitiría así que La ley de Moore no pierda vigencia.
Hace cuatro años, la tecnología EUV era considerada tan prometedora que Intel, Samsung y Taiwan Semiconductor Manufacturing Co. prometieron invertir un total de US$6.000 millones en ASML. En septiembre, Samsung vendió la mitad de sus acciones de ASML para recaudar fondos, pero aclaró que su asociación con la compañía no cambiará.
ASML se formó en los años 80 como una empresa conjunta cofundada por el gigante de la electrónica Royal Philips NV. En la década siguiente, ASML se escindió de Philips y produjo versiones rudimentarias de los equipos de fabricación de chips que vende en la actualidad. Ahora, todos los principales fabricantes de chips emplean sus máquinas.
ASML, Canon y Nikon también fabrican máquinas convencionales, que cuestan entre US$55 millones y US$60 millones cada una y pueden hacer cuadrículas tan pequeñas como las de EUV, pero sólo después de una serie de métodos alternativos que consumen mucho tiempo.
Las nuevas máquinas de ASML, que cuestan unos 95 millones de euros por unidad, tampoco son perfectas. La compañía ha vendido 12 y trabaja con los compradores para optimizar su funcionamiento. ASML prevé que las empresas las empiecen a usar para un alto volumen de producción hacia 2018 o 2019. “Es una combinación de física, química y mecánica que es bastante compleja”, señala Meiling, que tiene un doctorado en física. “Hemos demorado mucho para llegar a donde estamos”.
Ninguno de sus rivales cuenta con el presupuesto de investigación y desarrollo para competir con la tecnología EUV de ASML, pero la firma holandesa enfrenta el desafío de conseguir nuevos pedidos, dice Pierre Ferragu, analista de Bernstein Research. Los fabricantes de microprocesadores “dudarán hasta el último minuto sobre el mejor enfoque para introducir EUV en sus líneas de producción”, indica Ferragu, especialmente teniendo en cuenta las “incertidumbres” en torno a una “tecnología extremadamente compleja”.
Intel no está convencida. La empresa californiana ha estado probando los sistemas EUV de ASML y ha anunciado resultados positivos, pero también está preparada para seguir utilizando las máquinas convencionales.
Uno de los múltiples desafíos de ASML es mantener la máquina en funcionamiento las 24 horas del día, la clase de eficiencia que los fabricantes de chips valoran. Las máquinas usan partículas de estaño líquido, que cuando es estimulado adecuadamente emite la luz EUV. En ocasiones, sin embargo, el estaño contamina los espejos utilizados para proyectar los rayos de luz, por lo que estos requieren mantenimiento.
ASML reconoce que aún tiene un largo camino por delante. Estima que sus máquinas EUV pueden fabricar alrededor de 1.500 obleas al día y que son confiables más de 80% del tiempo. Las máquinas convencionales producen más de 5.000 obleas al día, pero con líneas más gruesas, y están disponibles 95% del tiempo. Los clientes exigen que las máquinas EUV funcionen al menos 90% del tiempo.
“Aún no estamos allí”, reconoce Meiling, el ejecutivo de ASML.
