Samsung ha ampliado su colaboración estratégica con ASML para acelerar la adopción de litografía High NA EUV en memoria y procesos avanzados, con un objetivo especialmente relevante: introducir esta tecnología en producción masiva de DRAM en 2028, lo que supondría la primera aplicación industrial de High NA EUV en este tipo de memoria.
El acuerdo abarca además la incorporación de Samsung a la iniciativa destinada a desarrollar fotomáscaras de 12 pulgadas para futuras generaciones High NA EUV. La industria lleva décadas utilizando formatos de 6 pulgadas, pero duplicar su tamaño permitiría reducir las limitaciones asociadas al stitching, elevar la productividad de las fábricas y contener el coste de fabricación de chips cada vez más complejos.
Samsung quiere estrenar High NA EUV en producción masiva de DRAM
El calendario más concreto afecta a la memoria. Samsung pretende utilizar equipos High NA EUV de ASML en líneas de DRAM de gran volumen durante 2028, extendiendo a este mercado una tecnología que hasta ahora ha avanzado principalmente mediante desarrollo, validación y las primeras aplicaciones en chips lógicos.
La compañía surcoreana ya acumula años de experiencia con litografía EUV convencional aplicada a fabricación de DRAM, donde reducir el número de exposiciones necesarias permite simplificar determinados patrones y mantener el escalado conforme disminuyen las geometrías.
High NA aumenta la apertura numérica respecto a los actuales sistemas EUV, proporcionando mayor resolución para imprimir estructuras más pequeñas con menos dependencia del multipatronado. En memoria, donde la repetición de estructuras extremadamente densas resulta fundamental, esa capacidad puede ayudar a prolongar el escalado sin multiplicar indefinidamente el número de pasos.
Samsung considera que la nueva generación permitirá simplificar determinados procesos y mejorar la eficiencia de producción, aunque la ventaja concreta dependerá de las capas donde finalmente se utilice. Adoptar High NA no significa sustituir de golpe todas las herramientas EUV convencionales instaladas actualmente.
El salto de 6 a 12 pulgadas afecta a la fotomáscara, no a la oblea
La segunda parte del acuerdo mira más lejos. Samsung se incorporará al proyecto industrial que pretende sustituir las actuales fotomáscaras de 6 pulgadas por nuevos diseños de 12 pulgadas preparados para futuras generaciones de sistemas High NA EUV.
Estas dimensiones corresponden exclusivamente a la máscara que contiene los patrones que posteriormente se proyectan sobre la oblea durante la exposición. No supone ningún cambio del formato estándar de 300 mm empleado actualmente en las fábricas más avanzadas.
El tamaño de la máscara adquiere especial importancia con High NA debido al campo de exposición disponible. Cuando un diseño supera determinadas dimensiones, puede ser necesario dividir el patrón y unir diferentes exposiciones mediante stitching, un procedimiento que añade complejidad y exige una precisión extrema en la frontera entre ambas partes.
Una máscara mayor abre la puerta a eliminar parte de esas restricciones y aprovechar mejor el escáner. Para chips de inteligencia artificial con decenas de miles de millones de transistores y diseños cada vez más extensos, reducir las limitaciones del campo expuesto puede convertirse en una ventaja importante.
Las máscaras mayores buscan elevar productividad y reducir costes
La transición no responde únicamente a conseguir circuitos más grandes. ASML y sus socios esperan que las fotomáscaras de 12 pulgadas mejoren el rendimiento económico de High NA EUV, algo esencial teniendo en cuenta el enorme coste de sus sistemas de litografía.
Evitar determinadas exposiciones adicionales puede acortar el ciclo de fabricación y liberar capacidad del escáner. Cuando una máquina representa una de las inversiones más costosas de toda una fábrica, cada mejora en obleas procesadas y tiempo efectivo de utilización repercute directamente en el coste por chip.
Samsung aportará al proyecto experiencia desde dos frentes diferentes: memoria y fundición. Esta combinación resulta útil porque DRAM y chips lógicos plantean necesidades distintas de patrones, densidad y diseño, obligando al ecosistema de máscaras a funcionar correctamente en escenarios de fabricación muy variados.
El trabajo no dependerá únicamente de Samsung y ASML. La transición requerirá desarrollar nuevas tecnologías de fabricación, inspección, manipulación y transporte de fotomáscaras, además de adaptar la infraestructura que rodea al propio equipo de litografía.
La inteligencia artificial aumenta la presión sobre los procesos avanzados
Samsung relaciona buena parte de estas inversiones con el crecimiento de la inteligencia artificial. Los aceleradores modernos necesitan más transistores, memoria de mayor ancho de banda y procesos capaces de mantener consumo y superficie bajo control, elevando simultáneamente la exigencia sobre fundiciones y fabricantes de DRAM.
En memoria, el aumento de capacidad y velocidad no puede depender únicamente de añadir más silicio. Mantener la evolución de DRAM exige continuar reduciendo estructuras sin disparar la complejidad de fabricación, precisamente uno de los escenarios donde High NA puede proporcionar margen adicional.
La misma presión existe en lógica. Arquitecturas cada vez más grandes y complejas convierten resolución, productividad y coste por exposición en variables inseparables, de ahí que la futura fotomáscara de 12 pulgadas esté siendo planteada como un proyecto de toda la industria y no como una tecnología específica de una sola compañía.
High NA entrará de forma gradual, no sustituirá inmediatamente a EUV
El acuerdo tampoco significa que Samsung vaya a transformar todas sus líneas en 2028. La adopción de High NA EUV será progresiva y estará limitada inicialmente a las capas donde aporte una ventaja técnica o económica clara.
La EUV actual continuará siendo válida para muchas etapas, mientras que procesos menos exigentes seguirán utilizando incluso litografía DUV. Las fábricas modernas combinan diferentes generaciones de herramientas porque utilizar siempre el sistema más avanzado sería innecesariamente caro.
Samsung deberá demostrar además que High NA funciona con los niveles de rendimiento, disponibilidad y defectos necesarios para fabricar DRAM en grandes cantidades. Pasar de pruebas de desarrollo a producción continua de millones de chips exige una estabilidad muy superior a la necesaria para validar simplemente una tecnología.
El objetivo de 2028 coloca, en cualquier caso, una fecha concreta sobre la expansión de High NA más allá de los chips lógicos. Si Samsung cumple su hoja de ruta, la memoria DRAM se convertirá en el siguiente gran terreno comercial para las máquinas EXE de ASML, mientras el desarrollo de máscaras de 12 pulgadas prepara una segunda evolución de la plataforma para la próxima década.
Vía: TechPowerUp
