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La foto de la luna de la ley de Moore
Aparentemente, es un hecho que cada nueva generación de dispositivos informáticos será significativamente más poderosa que la anterior, pero un obstáculo técnico que se avecina amenaza con socavar eso.
Es por eso que el mayor fabricante de chips del mundo, Intel, anunció el lunes que ha invertido $ 4 mil millones en la empresa holandesa ASML, que fabrica equipos para fabricar chips de computadora.
Las dos compañías están tratando de promover una colaboración que involucre a las compañías de computación más grandes del mundo, en una especie de disparo de luna de silicio, para garantizar que los chips sigan siendo más rápidos mediante el perfeccionamiento de las herramientas necesarias para crear funciones más pequeñas en chips de silicio.
Si tiene más personas para compartir el riesgo y contribuir, entonces el pronóstico de éxito a medida que nos acercamos a esta transición tecnológica aumenta, dice Robert Bruck, vicepresidente del grupo de tecnología y fabricación de Intel.
Intel lanzó recientemente su primera generación de chips con características tan pequeñas como 22 nanómetros. Los métodos actuales de fabricación de chips estarán bien durante dos generaciones después, hasta 14 nanómetros y 11 nanómetros. Eso debería mantener los métodos actuales útiles hasta alrededor de 2013, pero después de eso, se necesitará una nueva tecnología de fabricación. Desafortunadamente, el mejor candidato no solo está incompleto, sino que ya está retrasado.
Es necesario lograr un progreso significativo en los próximos años para mantener el ritmo de la Ley de Moore, una predicción de un cofundador de Intel que se ha mantenido fiel desde 1975 y respalda las expectativas de los consumidores y la industria de que los chips serán cada vez más capaces. Esta ley establece que el número de transistores que pueden caber en un chip de silicio se duplica cada dos años (la primera versión de la ley, de 1965, decía cada año), lo que significa que un chip del mismo tamaño es más potente.
Las empresas de chips trazan el progreso de la Ley de Moore, y establecen metas futuras, comparando el tamaño de los detalles más finos en cada generación de chips. Los ingenieros de Intel y otras empresas de chips siempre han tenido que preocuparse por los trucos técnicos que se les pueden ocurrir para mantener ese notable encogimiento en el buen camino. En este momento, esos ingenieros están mirando hacia un abismo.
La tecnología que promete mantener vigente la Ley de Moore después de 2013 se conoce como litografía ultravioleta extrema (EUV). Utiliza la luz para escribir un patrón en una capa química sobre una oblea de silicio, que luego se graba químicamente en el silicio para hacer los componentes del chip. La litografía EUV utiliza rayos de luz ultravioleta de muy alta energía que están más cerca de los rayos X que de la luz visible. Eso es atractivo porque la luz EUV tiene una longitud de onda corta, alrededor de 13 nanómetros, lo que permite hacer detalles más pequeños que la luz ultravioleta de 193 nanómetros que se usa en la litografía en la actualidad. Pero EUV ha resultado sorprendentemente difícil de perfeccionar.
Hasta 2007, Intel creía que EUV se usaría para fabricar los chips de 22 nanómetros que salieron este año, pero optó por hacer arreglos que extendieran la vida útil de la litografía basada en 193 nanómetros de luz. Tan recientemente como en 2010, la compañía esperaba utilizar técnicas de EUV para la generación de chips de 11 nanómetros que aún faltan varios años, pero una vez más, las innovaciones técnicas hicieron que se cancelara la retirada de la litografía existente.
Los retrasos también han acosado a EUV. En su mayoría, estos se han originado en empresas como ASML y Nikon que desarrollan y venden equipos de litografía. Uno de los mayores desafíos ha sido fabricar fuentes de luz EUV suficientemente potentes. Todos los tipos de materia absorben luz en estas longitudes de onda, por lo que una fuente debe ser lo suficientemente brillante para garantizar que llegue suficiente luz a la oblea en la que se trabaja. Las máquinas de litografía EUV están diseñadas para que el rayo pase a través del vacío tanto como sea posible, de modo que las moléculas de aire no se interpongan en el camino. También se han desarrollado estructuras especiales para dirigir y enfocar la luz con una absorción mínima, pero aún así, cuando el rayo llega a la oblea en la que se trabajará, se ha perdido más del 90 por ciento de la luz EUV original.
Los prototipos más completos de ASML pueden grabar componentes en obleas de silicio, pero tienen haces aproximadamente la mitad de fuertes que los que se necesitarían para producir chips en masa de manera económica. Al mismo tiempo, la compañía está tratando de avanzar en la segunda generación de tecnología de litografía EUV, que utilizará espejos reconfigurables complejos para crear detalles aún más finos en los chips. También está tratando de cambiar al uso de obleas de silicio con un poco más del doble de la superficie de las que se usan hoy en día, por lo que se pueden fabricar más chips en un solo lote, pero esto requerirá nuevos equipos.
Aunque el acuerdo con Intel se centra formalmente en la próxima generación de EUV y el cambio a obleas más grandes, los recursos que aporta también deberían ayudar a ASML a abordar su problema más inmediato. Claramente, no hay próxima generación si no hacemos que esta generación funcione, dice Ryan Young, portavoz de ASML. Obviamente, primero tenemos que terminar la primera generación.
En una declaración en video publicada en línea a principios de esta semana, el director financiero de ASML, Peter Wennink, alentó a otros fabricantes de chips a unirse al esfuerzo para respaldar el desarrollo de EUV mediante la firma de acuerdos similares a los de Intel, lo que compromete a Intel a respaldar un gran aumento en la investigación y el desarrollo en retorno por una participación del 25 por ciento en su proveedor. Wennink dijo que toda la industria se beneficiaría de dichos acuerdos. Se trata de garantizar que la tecnología que se necesita para los chips de próxima generación se presente más rápido, dijo. En última instancia, por supuesto, será el consumidor el que se beneficie.
Samsung y Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, las dos empresas de fabricación de chips más grandes después de Intel, son los socios preferidos más probablemente, pero hasta ahora ninguno ha mostrado interés públicamente. Tanto Intel como ASML esperan que estas empresas y otras dejen de lado su competencia habitual y junten la financiación y la experiencia necesarias para superar el obstáculo que amenaza a la próxima generación de dispositivos.