El gigante chino de los semiconductores SMIC está cada vez más cerca de producir chips de 5 nm, pero hay un reto clave que aún no logra superar: su rendimiento por oblea es demasiado bajo para ser rentable. Aunque los avances son claros, el camino hacia una producción en masa sigue lleno de barreras tecnológicas y sanciones internacionales.
SMIC lleva años desarrollando su litografía de 5 nm
La empresa Semiconductor Manufacturing International Corporation (SMIC) lleva al menos dos años trabajando en la implementación de su propia fotolitografía para fabricar chips de 5 nm. Según el Financial Times, ya en febrero de 2024 se hablaba de un proceso muy avanzado con tecnología de litografía de ultravioleta profundo (UVP). El objetivo de SMIC era fabricar chips de 5 nm antes de que acabara el año 2024.
Aunque no lograron lanzar al mercado estos chips en ese momento, ahora parece que la tecnología está lista. De hecho, ya hay expectativas sobre futuros dispositivos de Huawei u otras marcas chinas que podrían integrar estos chips de última generación.
El rendimiento por oblea es el talón de Aquiles
La doctora Kim, experta en circuitos integrados y con experiencia en Samsung y TSMC, asegura que SMIC está muy cerca de comenzar la producción de chips de 5 nm. Sin embargo, advierte que el rendimiento por oblea actual está por debajo del 30 %.
Esto representa un serio problema, ya que una tecnología solo se considera rentable cuando alcanza un rendimiento de al menos el 70 %. Incluso las tecnologías emergentes suelen moverse cerca del 50 %, pero lo de SMIC está muy por debajo de ese estándar mínimo.
¿Qué es el rendimiento por oblea y por qué importa?
Cuando se fabrica una oblea de chips, no todos los núcleos funcionan. Con una nueva tecnología litográfica, es normal tener un rendimiento inicial bajo, pero este debe mejorar conforme se optimizan los procesos. Si no mejora, los costos de producción se disparan y los chips se vuelven escasos y caros.
En el caso de SMIC, el bajo rendimiento tiene una causa clara: utilizan una técnica llamada multiple patterning. Este método permite mejorar la resolución al pasar varias veces el patrón sobre la oblea, pero reduce la eficiencia del proceso.
Las sanciones impiden el acceso a tecnología UVE
SMIC usa litografía UVP porque las sanciones de Estados Unidos y Países Bajos impiden que empresas como ASML vendan sus máquinas de litografía de ultravioleta extremo (UVE) a China. Estas máquinas son esenciales para fabricar chips de 7 nm o menos con buen rendimiento.
Sin acceso a la tecnología UVE, las empresas chinas se ven obligadas a usar alternativas menos eficientes. Esto explica por qué los chips de 5 nm de SMIC todavía no están listos para una producción rentable ni a gran escala.
¿Cuál es la solución para SMIC y Huawei?
La única salida viable para China es desarrollar sus propios equipos de litografía UVE. Aunque ya están trabajando en ello, aún tomará tiempo alcanzar el nivel necesario para competir con gigantes como TSMC o Samsung. Hasta entonces, sus chips de 5 nm seguirán siendo costosos, limitados y difíciles de fabricar.
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