China ya tiene dos fabricantes de chips con tecnología de 7 nm. Es una malísima noticia para EEUU y sus aliados

SMIC (Semiconductor Manufacturing International Corp), el mayor fabricante chino de semiconductores, tiene la capacidad de producir chips de 7 nm desde 2023. A principios de septiembre de ese año esta compañía agitó la industria de los circuitos integrados al demostrar que había sido capaz de fabricar estos semiconductores a pesar de no tener acceso a los equipos de fotolitografía UVE (ultravioleta extremo) que produce la compañía neerlandesa ASML.

Estas sofisticadísimas máquinas son necesarias para fabricar chips de vanguardia, y ASML no puede vendérselas a sus clientes chinos debido a que EEUU, que controla algunas de las patentes que usan estos equipos, se lo prohíbe. Aun así, en 2023 SMIC y Huawei trabajaron codo con codo para fabricar circuitos integrados de 7 nm sin utilizar las máquinas UVE de ASML. Eso sí, emplearon los equipos de ultravioleta profundo (UVP) que también produce esta empresa de Países Bajos.

Las máquinas UVP no son tan avanzadas como las UVE, pero implementando los refinamientos adecuados pueden ser utilizadas para fabricar circuitos integrados de vanguardia. Y ahora China tiene dos fabricantes de semiconductores capaces de producir chips de 7 nm. Como acabamos de ver, uno de ellos es SMIC, y el otro, según Reuters, es Hua Hong Semiconductor, el segundo mayor productor de circuitos integrados del país.

La sombra del 'multiple patterning' es muy alargada

La división de Hua Hong Semiconductor especializada en la fabricación de chips para terceros se llama Huali Microelectronics, y, de nuevo según Reuters, se está preparando para iniciar la producción de circuitos integrados de 7 nm en su planta de Shanghái. Las fuentes que han desvelado esta información aseguran que Huawei ha colaborado con Huali Microelectronics en este proyecto, lo que nos invita a llegar a dos conclusiones razonables.

La primera es que la litografía de 7 nm de Huali con toda probabilidad va a interpretar un rol esencial en la capacidad de producción de GPU para inteligencia artificial (IA) tanto de Huawei como de otras compañías chinas. Y la segunda conclusión es, en realidad, una hipótesis plausible. Y es que, al igual que SMIC, Huali no tiene acceso a los equipos UVE de ASML. Por este motivo es muy probable que con la ayuda de Huawei haya puesto a punto técnicas de multiple patterning para poder fabricar chips de 7 nm con las máquinas UVP que tiene en su poder.

A priori las máquinas UVP son adecuadas para fabricar semiconductores de hasta 10 nm. Y con las UVE es posible rebasar los 3 nm. Sin embargo, refinando los procesos involucrados en la transferencia del patrón a la oblea y recurriendo al multiple patterning es posible ir más allá de estas tecnologías de integración. Esta técnica a grandes rasgos consiste en transferir el patrón a la oblea en varias pasadas con el propósito de incrementar la resolución del proceso litográfico. Puede tener un impacto al alza en el coste de los chips y a la baja en la capacidad de producción, pero funciona.

Sea como sea Huali Microelectronics va a enfrentarse a los mismos desafíos con los que ha lidiado SMIC durante los últimos tres años: el multiple patterning limita seriamente la cantidad de chips viables por oblea que es posible fabricar. Y, por tanto, encarece su coste. Aun así, para los diseñadores chinos de chips para IA es muy importante tener acceso a dos compañías capaces de producir sus diseños con una tecnología fotolitográfica avanzada. Y para Hua Hong Semiconductor es crucial tener la capacidad de fabricar gracias a Huali circuitos integrados de vanguardia y no solo de 22 nm o más (esta es la fotolitografía más avanzada que tenía hasta ahora).