Por Canuto  

Canon propone una vía distinta para imprimir circuitos microscópicos: estamparlos directamente sobre la oblea en vez de proyectarlos con la compleja óptica EUV de ASML. El ahorro potencial en costo, espacio y energía resulta atractivo, pero los defectos, la alineación y la velocidad todavía condicionan su uso industrial. La máquina ya se utiliza en investigación y producción de prototipos, pero eso no demuestra una adopción comercial a gran escala.
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  • Canon sustituye la proyección de luz EUV por un sello microscópico que transfiere el patrón directamente a la oblea.
  • La compañía estima menor consumo eléctrico y un costo por oblea más bajo para ciertos patrones, aunque la productividad anunciada queda por debajo de la de ASML.
  • Rapidus apunta a producir chips de 2 nm en Japón desde la segunda mitad de 2027 y busca atraer clientes; la empresa también anunció financiamiento público y privado para avanzar hacia esa meta.


Japón busca desafiar a ASML con una alternativa de litografía más barata

Japón intenta recuperar protagonismo en la fabricación de semiconductores con dos apuestas complementarias: la fábrica Rapidus, que apunta a producir chips avanzados, y una máquina de nanoimpresión desarrollada por Canon. Esta última busca reducir la complejidad de la litografía EUV, una tecnología esencial para fabricar algunos de los chips más avanzados y cuyo proveedor dominante es ASML.

En el video Japan Just Reinvented Chipmaking, Anastasi In Tech describe la nanoimpresión como una alternativa comercial prometedora, no como un reemplazo ya probado para todos los procesos EUV. La diferencia central es que Canon transfiere el patrón del circuito mediante un molde físico, mientras que el sistema convencional proyecta luz sobre una oblea; cada método tiene ventajas y dificultades que influyen en su viabilidad industrial.

De proyectar luz a estampar circuitos

La litografía permite imprimir patrones microscópicos que luego forman las distintas capas de un chip. En el proceso EUV, un láser golpea gotas de estaño fundido para generar plasma que emite luz ultravioleta extrema; espejos especializados dirigen esa luz desde una máscara hacia una oblea recubierta con fotorresina, material que cambia al recibir la exposición.

Después, el fabricante revela la resina y utiliza el patrón resultante como plantilla para grabar el material situado debajo. La operación se repite muchas veces, capa tras capa, para construir los circuitos y las conexiones de un chip. Según el video, buena parte del costo y la complejidad del escáner EUV proviene precisamente de la fuente de luz, la óptica de proyección y las condiciones de operación que requiere.

Canon propone otro camino: deposita pequeñas gotas de resina líquida sobre la oblea y baja sobre ellas una plantilla con el patrón del circuito. El líquido ocupa las ranuras microscópicas del molde y, cuando una luz ultravioleta lo endurece, el fabricante retira la plantilla y conserva la forma impresa en la resina; después, el grabado transfiere el diseño al material de la oblea.

Esta técnica se conoce como litografía de nanoimpresión y cambia dónde reside la dificultad. En EUV, una máscara puede llevar un patrón cuatro veces mayor que el que termina sobre la oblea, porque la óptica reduce la imagen; el molde de Canon, en cambio, necesita tener desde el inicio las dimensiones precisas del patrón que se quiere reproducir.

Una máquina más sencilla, con retos en el molde

El enfoque de Canon elimina la necesidad de generar plasma de estaño y de utilizar una cadena de espejos de proyección EUV, dos componentes que exigen una ingeniería muy especializada. Como la máquina usa luz ultravioleta para endurecer la resina y no para proyectar el patrón, tampoco requiere el vacío necesario para impedir que el aire absorba la luz EUV.

La precisión del patrón depende, sin embargo, de la calidad del molde y de la fidelidad con que la resina reproduce sus formas. Para crear una plantilla, un haz de electrones dibuja el diseño sobre un recubrimiento sensible aplicado a una pieza de cuarzo; luego, el grabado talla el material expuesto y forma las ranuras nanométricas que servirán de sello.

Ese molde original requiere mucho tiempo y precisión, pero Canon apuesta a que podrá reutilizarlo para copiar el patrón en numerosas obleas. La empresa afirma haber impreso características de 14 nanómetros, una resolución que el video compara con chips de clase de 5 nm; también señala que los sistemas EUV convencionales de ASML alcanzan 13 nm, mientras que los sistemas High-NA llegan a 8 nm. El tamaño de una característica impresa no equivale por sí solo al nodo de fabricación de un chip.

Dai Nippon Printing, conocida como DNP, también trabaja en plantillas de alta precisión. En diciembre de 2025, la compañía anunció que había desarrollado una plantilla de nanoimpresión con un patrón de líneas de 10 nm, que, según DNP, puede utilizarse para patrones de semiconductores lógicos equivalentes a la generación de 1,4 nm. Ese logro de resolución no demuestra por sí solo que una fábrica pueda producir chips funcionales a escala, con buen rendimiento y de forma consistente.

El ahorro potencial frente a la productividad

El tamaño y el consumo energético figuran entre las ventajas que Canon atribuye a su sistema. El video compara el cuerpo de una máquina de dos estaciones con un espacio de planta aproximadamente 70% menor que el de un escáner EUV convencional, y recoge una estimación de Canon según la cual el consumo de energía sería alrededor de 90% más bajo, lo que también podría reducir la necesidad de extraer calor.

Un escáner EUV convencional cuesta entre USD $180 millones y USD $200 millones, de acuerdo con la información presentada en el video, y pesa cerca de 180 toneladas métricas. Su traslado puede requerir tres aviones de carga, 40 contenedores y 20 camiones; Canon, por su parte, no ha divulgado el precio de su sistema, aunque la dirección de la empresa ha sugerido que podría costar una fracción del de ASML, incluso cerca de una décima parte.

Para un patrón de 15 nm, Canon estimó un costo por oblea aproximadamente 23% inferior al de EUV, una comparación que se limita al paso de patronado analizado. No significa que el chip completo cueste 23% menos, porque su fabricación incluye muchas otras etapas; el atractivo económico dependerá de cuánto ahorre la máquina y de cuántas obleas útiles consiga procesar.

La productividad anunciada plantea una diferencia importante: Canon menciona al menos 80 obleas por hora para un sistema de estación completa, frente a al menos 220 que ASML informa para su escáner EUV. A esos ritmos, el video calcula cerca de 1.900 frente a 5.300 obleas en 24 horas de operación continua, aunque las pausas, la limpieza y el mantenimiento también afectan el volumen efectivo de cualquier fábrica.

Defectos, adopción y posibles aplicaciones

El contacto físico entre molde y resina introduce un riesgo que no aparece de la misma manera en un sistema de proyección: el molde puede romperse, pegarse al material o dejar residuos al separarse de la oblea. Si una característica se daña, el defecto puede repetirse en cada copia posterior, por lo que los fabricantes necesitan inspeccionar las plantillas y decidir con qué frecuencia hacerlo sin sacrificar demasiado tiempo de producción.

La alineación también resulta crítica, porque las capas de un chip deben conectar con precisión entre sí. Una vía mal ubicada puede interrumpir un circuito, así que el molde debe colocar cada forma en el lugar correcto a lo largo de la oblea y repetirlo de manera confiable; defectos, inspecciones y reemplazos podrían reducir o eliminar parte del ahorro inicial.

Canon entregó su sistema FPA-1200NZ2C al Texas Institute for Electronics (TIE) en 2024. Según el anuncio de Canon sobre la entrega, el equipo se utilizaría para investigación y desarrollo de semiconductores avanzados y para producir prototipos. Ese uso demuestra una aplicación en investigación, pero no confirma por sí mismo que el sistema ya se emplee en producción comercial a gran escala.

Kioxia, fabricante de memoria flash utilizada en teléfonos y unidades SSD, trabaja con Canon para llevar la nanoimpresión a la producción en masa en su planta de Yokkaichi, según el video. La memoria ofrece una prueba práctica para la tecnología: no basta con imprimir líneas diminutas, también hay que demostrar que el proceso fabrica productos funcionales a un costo que permita venderlos.

El video también apunta a posibles aplicaciones en dispositivos MEMS, que integran estructuras mecánicas microscópicas como resortes, y en lentes planas para dispositivos como gafas de realidad aumentada. En esos productos, la nanoimpresión podría resultar útil para reproducir patrones complejos o superficies ópticas delgadas; su conveniencia dependerá de las exigencias de precisión y del impacto que tengan los defectos en cada aplicación.

Rapidus busca convertir la apuesta en producción

La otra pieza del esfuerzo japonés es Rapidus, una nueva fábrica de semiconductores en Hokkaido que aspira a competir con fabricantes como TSMC en chips avanzados. La compañía ha mostrado obleas prototipo de 2 nm y plantea iniciar la producción en masa durante la segunda mitad de 2027, una meta ambiciosa para una empresa que comenzó a construir su fábrica a finales de 2023.

Rapidus también anunció que obtuvo 267.600 millones de yenes en financiamiento del Gobierno de Japón y de empresas privadas. La compañía señaló que esos fondos buscan respaldar el avance desde la fase actual de investigación y desarrollo hacia la producción en masa de semiconductores lógicos de 2 nm; el financiamiento no elimina los retos técnicos y comerciales que la empresa todavía debe superar.

Rapidus no parte completamente de cero en el desarrollo de su proceso. Según el video, IBM aportó la base tecnológica para transistores gate-all-around de 2 nm y capacitación práctica, mientras que ingenieros japoneses trabajaron junto con el equipo de IBM en Albany, Estados Unidos; Imec contribuye con experiencia en EUV, acceso a instalaciones de investigación y formación para ingenieros.

La empresa también propone un modelo operativo propio, llamado Rapidus Unified Manufacturing Service o RUMS, para reducir el tiempo que cada chip pasa esperando entre etapas. Su objetivo consiste en procesar obleas individualmente a lo largo de la fase inicial de fabricación y utilizar transporte automatizado entre máquinas, en vez de depender tanto de pasos que procesan lotes completos; Rapidus busca así terminar la fabricación en menos de la mitad del tiempo habitual.

Rapidus espera utilizar inteligencia artificial para ayudar a sus ingenieros a analizar resultados y acelerar la corrección de diseños antes de fabricar nuevas obleas. El modelo promete ciclos de prueba y aprendizaje más cortos, pero la empresa todavía debe convertir sus transistores prototipo en chips comerciales confiables y demostrar que puede operar a escala industrial.

Canon y Synopsys Japan desarrollan chips avanzados de procesamiento de imágenes cuya fabricación está prevista en Rapidus, mientras que Preferred Networks y Sakura Internet aparecen como clientes potenciales. El presidente de Rapidus expresó que esperaba que los primeros clientes provinieran principalmente de Estados Unidos, impulsados por la demanda de chips para inteligencia artificial; por ahora, ese interés no equivale a pedidos de producción confirmados.

La nanoimpresión tampoco necesita desplazar al EUV en cada capa de un procesador para tener relevancia. Si Canon logra que la técnica funcione de manera rentable en un paso de fabricación, por ejemplo en ciertos productos de memoria, podría abrir un espacio para sus máquinas aunque los fabricantes sigan utilizando EUV en las capas lógicas más exigentes.

La posibilidad de acceso también podría interesar a fabricantes chinos como SMIC o Huawei, que el video menciona como empresas que no pueden comprar máquinas EUV. Para ellas, una tecnología más lenta o con más defectos podría adquirir valor si permite fabricar chips que de otro modo quedarían fuera de su alcance, pero esa eventualidad depende de su acceso a las herramientas y no constituye una adopción confirmada.

La apuesta japonesa combina, por tanto, una máquina de estampado con menores exigencias de espacio y energía y una nueva fábrica de chips que intenta alcanzar el nodo de 2 nm. Canon aún debe demostrar rendimiento, alineación y costos competitivos en producción real, mientras Rapidus debe probar que puede transformar su prototipo en entregas confiables; hasta entonces, la nanoimpresión amplía las opciones de la industria, pero no desplaza al EUV.


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

Este artículo fue escrito por un redactor de contenido de IA y revisado por un editor humano para garantizar calidad y precisión.


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