jueves, junio 13, 2024

China necesita desarrollar un nuevo tipo de chips inmune a las sanciones de EEUU. Y sus científicos acaban de lograrlo

De todas las sanciones impuestas por EEUU y sus aliados en materia de semiconductores probablemente la que más daño está haciendo a China es la que le impide acceder a los mejores equipos de litografía de ASML. Los fabricantes chinos de circuitos integrados nunca han tenido acceso a las máquinas de litografía de ultravioleta extremo (UVE), que son las más sofisticadas, y desde que entró en vigor el paquete de sanciones del pasado 16 de noviembre tampoco a los equipos de ultravioleta profundo (UVP).

SMIC, Hua Hong Semiconductor y otros productores chinos de chips tienen estas últimas máquinas porque pudieron comprárselas a ASML antes de que se endureciesen aún más las sanciones, pero ya no pueden adquirir más. Huawei y SMIC están trabajando juntas para sacar el máximo partido posible a las máquinas UVP que están en su poder. Gracias al multiple patterning han logrado fabricar circuitos integrados de 7 nm, y presumiblemente la técnica SAQP (Self-Aligned Quadruple Patterning) ha puesto en sus manos la posibilidad de producir chips de 5 nm.

El multiple patterning a grandes rasgos consiste en transferir el patrón a la oblea en varias pasadas con el propósito de incrementar la resolución del proceso litográfico. Y la técnica SAQP es un multiple patterning más agresivo y sofisticado que el utilizado para fabricar el SoC Kirin 9000S de 7 nm. El problema es que estas estrategias comprometen el rendimiento por oblea y el coste de los semiconductores, por lo que es evidente que China necesita una alternativa que le permita seguir desarrollando su industria de los chips más allá del alcance de las sanciones.

Los científicos chinos han encontrado la forma de fabricar chips ópticos a gran escala

Los circuitos integrados fotónicos utilizan fotones para procesar y transmitir información. Los fotones son las partículas elementales responsables de las formas de radiación electromagnética, incluida la manifestación de la luz visible. No tienen masa y son capaces de viajar en el vacío a una velocidad constante: la velocidad de la luz. No obstante, algo que merece la pena que no pasemos por alto es que aunque estamos refiriéndonos a ellos como partículas también se manifiestan como ondas, de ahí la existencia del fenómeno cuántico conocido como ‘dualidad onda-partícula’ para identificar la naturaleza ondulatoria de la luz.

Estos científicos han reemplazado el niobato de litio por otro material semiconductor cuyas propiedades son incluso más atractivas: el tantalato de litio

Los chips fotónicos se utilizan sobre todo en los superordenadores y los grandes centros de datos, de ahí que a China le interese mucho tener acceso a ellos sin verse condicionada por las sanciones de EEUU. El hito que ha alcanzado un grupo de investigadores del Instituto de Tecnología de la Información y Microsistemas de Shanghái (China) en colaboración con el Instituto de Tecnología de Lausana (Suiza) es crucial. Y lo es debido a que hasta ahora uno de los ingredientes fundamentales de los circuitos integrados fotónicos es el niobato de litio.

Esta sal sintética interviene en la fabricación de estos circuitos integrados debido a que sus propiedades fisicoquímicas le permiten optimizar la conversión de la electricidad en luz, pero tiene un problema: la explotación industrial de esta tecnología está condicionada por el alto coste que tiene cada oblea, y también por el tamaño de cada una de ellas. Lo que han logrado estos científicos es reemplazar el niobato de litio por otro material semiconductor cuyas propiedades son incluso más atractivas: el tantalato de litio (LiTaO3).

Ou Xin, uno de los científicos que han liderado este proyecto, asegura que además de rendir mejor que el niobato de litio, el tantalato de litio permite la fabricación de circuitos integrados fotónicos a gran escala y con unos costes mucho más bajos. Esto se debe a que los procesos de fabricación son similares a los que se utilizan actualmente para producir semiconductores de silicio convencionales. Además, y para China esta es una de las claves de este hito, la fabricación de los chips de tantalato de litio se puede abordar empleando las máquinas de litografía UVP que ya están en las manos de los fabricantes de semiconductores chinos. De esta forma el país liderado por Xi Jinping puede atenuar el impacto de las sanciones de EEUU.

Más información | SCMP

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