China habría construido su primer prototipo nacional de litografía EUV, una máquina gigantesca que busca reducir la dependencia de ASML. El avance incluye una fuente de luz propia, óptica doméstica y una estrategia distinta, aunque todavía existe una amplia brecha frente a los sistemas comerciales.
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• El prototipo chino combinaría tecnologías LPP y LDP para producir luz EUV de 13,5 nanómetros.
• Los informes citados sitúan su potencia alrededor de 100 W, frente a los 300 W de sistemas productivos de ASML.
• La fabricación en volumen aún depende de resolver la óptica, el helio, la estabilidad y los rendimientos.

China construye un prototipo de litografía EUV y desafía el dominio de ASML

China habría desarrollado su primer prototipo nacional de una máquina de litografía EUV. El proyecto busca superar las restricciones tecnológicas que limitan el acceso del país a los semiconductores más avanzados.

El análisis presentado por Anastasi In Tech, bajo el título China Just Built What ASML Feared Most, describe un sistema que ocuparía una planta completa. La escala refleja los compromisos adoptados para compensar una tecnología todavía menos eficiente.

La fuente de luz concentra el primer gran desafío

La litografía funciona como una impresora para circuitos microscópicos. En lugar de tinta, proyecta patrones sobre obleas de silicio para fabricar transistores.

Los nodos más avanzados necesitan luz ultravioleta extrema, conocida como EUV, con una longitud de onda de 13,5 nanómetros. Esa longitud permite imprimir estructuras más pequeñas que las alcanzables con generaciones anteriores.

La luz EUV no puede obtenerse mediante un láser convencional. Por eso, los sistemas de ASML disparan 50.000 gotas microscópicas de estaño por segundo dentro de una cámara de vacío.

Un láser pequeño aplana cada gota y otro láser de dióxido de carbono la golpea inmediatamente después. El estaño se convierte en plasma, alcanza temperaturas cercanas a 200.000 °C y emite luz EUV al enfriarse.

El proceso exige acertar objetivos diminutos que se mueven a gran velocidad. ASML necesitó décadas de desarrollo para convertir esa secuencia en una fuente estable para la fabricación de chips.

China explora una alternativa basada en plasma

Los informes descritos en el análisis señalan que China trabaja con el enfoque convencional de plasma generado por láser, conocido como LPP. Al mismo tiempo, desarrolla una alternativa llamada plasma de descarga inducida por láser, o LDP.

El sistema LDP utiliza dos discos metálicos que giran lentamente dentro de un baño de estaño líquido. Cada disco funciona como un electrodo conectado a grandes bancos de capacitores.

Un láser vaporiza una pequeña cantidad de estaño entre los discos. Después, los capacitores descargan una corriente intensa a través del vapor.

La corriente crea un campo magnético que comprime el vapor hasta formar un plasma extremadamente caliente y denso. Ese plasma emite la misma luz EUV de 13,5 nanómetros.

El enfoque podría reducir la dependencia de un láser de dióxido de carbono y eliminar la necesidad de golpear 50.000 gotas en movimiento cada segundo. Sin embargo, la eficiencia sigue representando un problema central.

Hace dos décadas, ASML exploró una solución similar. El inconveniente no consistía en generar luz EUV, sino en producir suficiente potencia de manera estable para una fábrica.

El enfoque LDP alcanzó históricamente cerca de 30 W. Los prototipos más recientes de ASML basados en LPP superan los 700 W, mientras que los sistemas comerciales entregan aproximadamente 300 W.

La apuesta china parte de una premisa distinta: las condiciones tecnológicas actuales no son las mismas que hace 20 años. Aun así, los prototipos chinos todavía quedarían por debajo de los niveles requeridos para una producción de alto volumen.

Los espejos representan una barrera crítica

Generar EUV resuelve solo una parte del problema. La luz debe enfocarse sobre una oblea, pero los materiales habituales absorben casi por completo esa radiación.

Por esa razón, las máquinas EUV no utilizan lentes convencionales. En su lugar, emplean una cadena de espejos que refleja la luz hasta alcanzar la superficie de silicio.

Cada espejo contiene decenas de capas atómicamente delgadas de molibdeno y silicio. Además, cada reflexión pierde al menos 30% de la luz disponible.

La superficie debe alcanzar una suavidad cercana a 50 picómetros, una escala inferior al ancho de un átomo. Pulir una pieza curva con esa precisión exige herramientas y métodos de medición especializados.

El Instituto de Óptica de Changchun concentra parte del esfuerzo chino en óptica de precisión y alineación. China cuenta con experiencia en óptica para telescopios espaciales, pero los espejos EUV enfrentan exigencias diferentes.

La dificultad no termina con la fabricación. Los espejos soportan radiación EUV intensa y reciben residuos de plasma de estaño caliente durante el funcionamiento.

Los informes públicos mencionados en el análisis indican que institutos chinos ya demostraron espejos EUV domésticos. También habrían integrado esas piezas en prototipos de sistemas ópticos.

Demostrar un espejo funcional no equivale a igualar la reflectividad y la durabilidad de los componentes de Zeiss. La producción industrial exige conservar el rendimiento durante años de operación continua.

La menor eficiencia óptica puede explicar parte del tamaño del prototipo chino. Recolectores más grandes, trayectorias ópticas extensas y espejos voluminosos podrían compensar las pérdidas.

El helio expone otra dependencia estratégica

El helio cumple varias funciones dentro de las herramientas EUV y de las fábricas de semiconductores. Ayuda a disipar calor, evita reacciones químicas y permite detectar fugas extremadamente pequeñas.

El gas resulta difícil de sustituir porque combina baja reactividad con átomos muy pequeños. Si una fábrica avanzada pierde acceso al helio, su producción puede detenerse.

Un solo centro de fabricación avanzado puede requerir entre 5.000 y 20.000 metros cúbicos de helio cada mes. El análisis sostiene que China importa cerca de 85% de su suministro.

La producción doméstica china sería inferior a 900 toneladas anuales, mientras que las importaciones superarían las 4.900 toneladas. Catar y Rusia aparecen como proveedores históricos importantes.

El transporte también añade presión. El helio líquido viaja en condiciones criogénicas y puede evaporarse lentamente si un envío permanece detenido durante demasiado tiempo.

Las reservas más grandes se encuentran en Estados Unidos y Catar. La dependencia no afecta únicamente a China, pues también alcanza a TSMC, Samsung, Intel y SK Hynix.

El análisis sostiene que Beijing impuso un embargo de emergencia a las exportaciones de helio. El objetivo sería reservar el suministro disponible para las fábricas nacionales de chips.

Talento y coordinación completan el rompecabezas

Una máquina EUV reúne miles de componentes y procesos especializados. Las sanciones pueden bloquear equipos, pero no eliminan el conocimiento acumulado por los ingenieros.

China complementó la inversión en laboratorios con programas para atraer talento formado en el extranjero. Esa estrategia busca reconstruir capacidades que no se compran fácilmente en el mercado.

Uno de los nombres mencionados es Lin Nan, quien trabajó durante años en ASML dentro del área de fuentes de luz EUV. Tras regresar a China, se incorporó al Instituto de Óptica y Mecánica Fina de Shanghái.

Su equipo comenzó a publicar investigaciones y registrar patentes relacionadas con la generación de luz EUV. El caso ilustra la importancia de integrar experiencia práctica con investigación académica.

La investigación china sobre EUV también habría aumentado con rapidez desde 2020. Docenas de equipos empezaron a trabajar en paralelo sobre distintas partes del sistema.

La estrategia distribuye el riesgo entre institutos y empresas. Sin embargo, todavía falta coordinar cada subsistema dentro de una herramienta capaz de operar de forma constante.

El prototipo todavía está lejos de una fábrica

Los informes citados sitúan la potencia del prototipo chino cerca de 100 W. Esa cifra queda por debajo de los aproximadamente 300 W de los sistemas productivos de ASML.

La diferencia es mayor frente a algunos prototipos recientes de ASML, que superarían los 700 W. La potencia determina cuántas obleas puede procesar una máquina en un periodo determinado.

China no necesita igualar inmediatamente el máximo rendimiento de ASML para obtener una ventaja estratégica. Una máquina doméstica podría ser útil si supera las limitaciones de la litografía DUV.

SMIC fabrica sus chips más avanzados mediante DUV con patrón cuádruple. Ese método obliga a pasar la misma oblea por la máquina de litografía en cuatro ocasiones.

El proceso funciona, pero los rendimientos pueden caer por debajo de 50%. También eleva el tiempo y los costos, mientras dificulta continuar reduciendo el tamaño de los transistores.

Una herramienta EUV china menos eficiente aún podría reemplazar parte de ese patrón cuádruple. Su valor estratégico no dependería de competir de inmediato con cada sistema comercial de ASML.

El desarrollo también enfrenta una brecha entre demostrar un prototipo y operar una fábrica. La producción requiere imprimir cientos de obleas por hora, durante años, con estabilidad y rendimientos consistentes.

ASML necesitó aproximadamente 12 años para pasar de su primer prototipo EUV a un producto comercial. China probablemente necesitará tiempo, aunque su programa responde a una prioridad estratégica más amplia.

El objetivo principal no sería construir de inmediato la mejor máquina del mundo. Consistiría en desarrollar una plataforma que China controle y pueda mejorar sin depender de proveedores extranjeros.

El prototipo representa un hito, pero no una victoria definitiva. La luz, los espejos, el helio, el control de calidad y la operación continua todavía determinan el resultado final.

Imagen original de DiarioBitcoin, creada con inteligencia artificial, de uso libre, licenciada bajo Dominio Público.

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