Probablemente todos tengamos diferentes recuerdos de la era de los 10 nm de Intel, pero de todas formas, nadie lo recordará con nostalgia. Fue un momento difícil para la compañía que no logró adaptarse a la tecnología EUV y perdió su posición de liderazgo frente a TSMC, quienes curiosamente ahora están haciendo lo que Intel hacía antes. En medio de todo esto, SMIC y Huawei han aparecido casi sin hacer ruido, lanzando sus propias patentes enfocadas en el patrón cuádruple, logrando desarrollar chips a 5 nm, algo que incluso Intel no pudo lograr inicialmente.

El principal problema de Intel en ese momento fue su terquedad en no adoptar los escáneres EUV a tiempo, enfocándose en alcanzar los 10 nm con lo que se llamaba SAQC para lograr una densidad equivalente a la tecnología ultravioleta. El resultado ya es conocido, pero ahora China se enfrenta al mismo desafío y parece estar manejándolo de manera positiva.

Avanzar o estancarse, China se enfrenta al reto de no tener escáneres EUV

Es un desafío tecnológico que deben superar de alguna manera, y por ahora, la solución es seguir adelante con los escáneres DUV, siendo esta la única opción viable hasta que tengan los EUV listos. China tiene que desarrollar la tecnología EUV en un plazo de dos años, ponerla en funcionamiento, porque de lo contrario, podrían quedarse atrás en la carrera de los semiconductores, con cada nueva máquina de ASML aumentando la brecha a partir de ese momento.

En estos dos años, a más tardar en el 2026 (siendo optimistas), EUV debe estar implementado; de lo contrario, este 2024 será su última oportunidad, «The Last Dance» con la tecnología DUV por inmersión tradicional con los escáneres de ASML que tienen a su disposición.

Tanto SMIC como Huawei han presentado diversas patentes relacionadas con lo que se conoce como SAQP (Self-Aligned Quadruple Patterning), algo en lo que Intel no tuvo éxito en la primera generación de sus 10 nm, logrando solamente un rendimiento «decente» en la segunda.

Huawei y SMIC en busca de los 5 nm con patrón cuádruple

Así como se lograron los 10 nm superponiendo patrones de nodos más grandes para alcanzar la misma densidad que los patrones simples de TSMC, China, con SMIC y Huawei, planea hacer lo mismo aprovechando los escáneres DUV, ya que es la única opción viable hasta que tengan listos los EUV.

La patente implica la grabación de líneas oblicuas de transistores en las obleas, superponiéndolas con diferentes máscaras para aumentar la densidad y, si es posible, reducir el consumo, lo que resultará en un mayor rendimiento mediante un mayor número de transistores. Para complicar más las cosas para Estados Unidos, SiCarrier habría cedido una patente adicional para lograr estos patrones múltiples.

El mayor problema al que se enfrentarán desde China será el costo. La grabación en SAQP implica un bajo rendimiento por hora, lo que aumentará el costo final. Si a esto le sumamos que la tasa de éxito suele ser muy baja, menos del 50% de efectividad (aunque en realidad es mucho menor, pero seamos optimistas), nos encontramos con una situación difícil de resolver, especialmente a gran escala como pretenden ambas empresas.

Si logran superar estos desafíos, lo cual está por verse, el número de chips producidos será limitado, y si el rendimiento mejora sin afectar significativamente al consumo, a China solo le servirá para lanzar ediciones especiales de SoCs en teléfonos de gama alta como parte de una estrategia de marketing. Hay que recordar que Intel solo pudo lanzar chips en volumen a 10 nm en su segunda generación. Huawei y SMIC buscan llevar esto a un nivel inferior con la misma tecnología, algo que no es imposible según ASML, pero sí a un costo elevado.