Diez veces mejor: Una nueva y revolucionaria producción de chips podría ahorrar energía y dinero

La producción de las diminutas estructuras de los chips informáticos actuales y futuros utiliza una luz que, con una longitud de onda de poco más de 10 nanómetros, ya tiende hacia los rayos X. Para ser precisos, se trata de luz ultravioleta extrema, o EUV para abreviar.

Al igual que con los rayos X, esto plantea un problema crucial. La radiación de energía extremadamente alta penetra casi todos los materiales, por desgracia también los espejos necesarios para la litografía, con los que se dirige la luz con precisión para obtener los circuitos electrónicos.

De la luz láser emitida por un láser de CO2, sólo el 2% de la energía llega finalmente a la oblea. Así que hay mucho potencial de mejora.

Las consecuencias son versátiles

En el Instituto de Ciencia y Tecnología de Okinawa se presentó un método para sustituir la tecnología anterior, muy ineficiente. Dado que la luz EUV no puede dirigirse simplemente utilizando dispositivos ópticos convencionales, se necesitan complicados arreglos con espejos en forma de media luna, que suelen requerir diez reflexiones.

Cada reflexión reduce significativamente la energía de la luz. Por tanto, parece lógico reducir radicalmente esta configuración a sólo dos espejos. Entre otras cosas, esta simplificación es posible gracias a dos fuentes de luz paralelas que no interactúan entre sí y que iluminan la fotomáscara para litografía desde ángulos opuestos.

Ambos espejos tienen un agujero en el centro para conseguir la misma precisión de la luz láser que con el método anterior. Actualmente, debería ser posible una resolución de 10 nanómetros. Con nuevas optimizaciones, serían concebibles 7 nanómetros y, eventualmente, 5 o 2 nanómetros.

El ahorro de energía resultante de esta simplificación es considerable. En lugar de un láser de 200 vatios, sólo se necesitan 20 vatios de potencia. Eso supondría una décima parte de la potencia requerida anteriormente, lo que reduciría la potencia necesaria para toda una fábrica de chips de alrededor de 1 megavatio a 100 kilovatios.

Según el documento, habría más ahorros. Los láseres más pequeños y débiles son, por supuesto, más baratos de fabricar, pero también más baratos de mantener. Esto también se aplica a toda la construcción posterior.

Los costes de electricidad, tecnología y funcionamiento podrían reducirse considerablemente, lo que significa que los chips informáticos también podrían producirse localmente, lejos de las enormes instalaciones fabriles. Las crisis de chips con notables cuellos de botella en el suministro, como las que se produjeron recientemente entre 2020 y 2022, serían entonces mucho menos realistas.