En el corazón de cada dispositivo digital —desde el teléfono móvil hasta los superordenadores que entrenan inteligencia artificial— hay un protagonista invisible: el microchip. La fabricación de estos componentes depende de una disciplina llamada litografía, que consiste en grabar patrones diminutos sobre obleas de silicio. En este campo, ASML, con sede en Países Bajos, se ha consolidado como el actor clave de la industria mundial. Su tecnología de litografía EUV (ultravioleta extremo) es hoy indispensable, y su evolución hacia High-NA (0,55 de apertura numérica) promete definir el futuro de los semiconductores.
Este artículo repasa la historia de la litografía, el papel pionero de ASML y cómo la empresa ha pasado de trabajar con lámparas de mercurio a desarrollar sistemas capaces de proyectar luz con una longitud de onda de apenas 13,5 nanómetros, más de 14 veces más corta que la de la luz ultravioleta profunda (DUV).
De la luz azul a la ultravioleta: los orígenes
Cuando ASML fue fundada en 1984, la litografía utilizaba lámparas de vapor de mercurio. Aquella tecnología generaba luz azul con una longitud de onda de 436 nm (g-line), suficiente para imprimir transistores de 1 micrómetro (1.000 nm).
Pronto la industria demandó mayor miniaturización, lo que llevó al salto hacia la i-line (365 nm). Estos sistemas permitieron bajar las dimensiones a 220 nm, un paso fundamental hacia la era digital moderna.
El avance crucial llegó en los años 80 con el uso de láseres excímeros, una fuente de luz más precisa y estable. Los primeros fueron los KrF (fluoruro de criptón) con 248 nm, que llevaron la industria a los 150 nm y, más tarde, hasta los 80 nm. La siguiente generación, los ArF (fluoruro de argón), redujo la longitud de onda a 193 nm, alcanzando tamaños de 38 nm.
Cada transición exigía inversiones en óptica, fuentes de luz y materiales fotosensibles, pero todas respondían a la misma necesidad: hacer más pequeños y potentes los chips.
La llegada del EUV: una apuesta arriesgada
La idea de usar luz ultravioleta extrema (EUV) comenzó a explorarse en los años 80. La clave estaba en utilizar longitudes de onda de 13,5 nm, lo que abría la puerta a imprimir características 14 veces más pequeñas que con DUV.
En 1994, un consorcio de empresas —con ASML a la cabeza— logró un primer prototipo que demostró la viabilidad del concepto. Sin embargo, el camino fue largo y costoso.
- En 2006, ASML envió la primera herramienta de demostración EUV al College of Nanoscale Science & Engineering en Albany (EE. UU.) y a imec en Bélgica.
- En 2008, a pesar de la crisis financiera, se produjeron los primeros chips de prueba con EUV.
- En 2010, se entregó el TWINSCAN NXE:3100, un sistema preproducción que marcó un antes y un después.
- En 2013, llegó el NXE:3300, el primer sistema de EUV para producción.
Tras años de dudas, retrasos y ajustes, en 2016 la litografía EUV se consolidó. A inicios de 2020, ASML celebró el envío de su sistema EUV número 100.
Cómo se crea la luz EUV
La generación de EUV no fue un reto menor. No existe una fuente natural en la Tierra, así que ASML tuvo que inventar una técnica radical:
- Gotas de estaño fundido de 25 micrómetros se disparan a 70 metros por segundo.
- Un primer pulso láser aplana cada gota en forma de disco.
- Un segundo láser, mucho más potente, vaporiza la gota, creando un plasma.
- Ese plasma emite luz de 13,5 nm, que es recolectada y dirigida hacia el sistema óptico.
Este proceso se repite 50.000 veces por segundo, lo que convierte a cada máquina en una especie de “reactor de estrellas en miniatura” dentro de una sala limpia.
El salto a High-NA: la nueva frontera
Con la tecnología EUV madura, ASML avanzó hacia una versión más ambiciosa: la EUV High-NA, que eleva la apertura numérica de 0,33 a 0,55. Esto significa mayor resolución, más contraste y la posibilidad de imprimir transistores de 8 nm con una sola exposición.
El nuevo plataforma EXE introduce:
- Ópticas rediseñadas en colaboración con ZEISS SMT, reduciendo aberraciones.
- Etapas de oblea y retícula más rápidas, aumentando la productividad.
- Una capacidad de densidad casi tres veces mayor que la de los sistemas EUV convencionales.
El primer sistema High-NA se entregó en diciembre de 2023, y se espera que entre en producción en volumen en 2025–2026.
Impacto en la industria de semiconductores
La adopción del EUV y, en especial, del High-NA, redefine la hoja de ruta de fabricantes como Intel, TSMC y Samsung.
- Intel ha confirmado que su nodo 14A usará High-NA, aunque a un coste mayor, lo que genera dudas sobre la rentabilidad.
- TSMC se muestra más cautelosa: podría retrasar su adopción y continuar exprimiendo EUV convencional para mantener precios más competitivos.
- ASML se convierte en un actor geoestratégico: ningún otro proveedor fabrica EUV, lo que da a Europa una posición única en un sector dominado por Asia y EE. UU.
El coste, sin embargo, es monumental. Cada escáner High-NA ronda los 380 millones de dólares, frente a los 235 millones de los EUV convencionales. Pese a ello, los fabricantes saben que sin esta tecnología sería imposible seguir reduciendo transistores y mantener la Ley de Moore viva.
ASML, 40 años de innovación
Desde su fundación en 1984, ASML ha pasado de construir sistemas con lámparas de mercurio a convertirse en la única compañía capaz de suministrar EUV a escala global. Hoy, sus máquinas están presentes en todas las fábricas de chips de vanguardia y constituyen un cuello de botella tecnológico: sin ellas, no habría smartphones, servidores ni inteligencia artificial tal como la conocemos.
El futuro pasa por seguir empujando los límites de la física y de la economía: litografía más precisa, mayor productividad y costes sostenibles. El reto es inmenso, pero ASML ya ha demostrado que, en este terreno, es capaz de lograr lo imposible.
Preguntas frecuentes (FAQ) sobre ASML y la litografía EUV
¿Qué significa litografía EUV?
La litografía EUV (Extreme Ultraviolet Lithography) es una técnica de fabricación de chips que utiliza luz ultravioleta extrema de 13,5 nm para imprimir transistores mucho más pequeños que con métodos anteriores.
¿Qué diferencia hay entre EUV convencional y EUV High-NA?
El High-NA aumenta la apertura numérica de 0,33 a 0,55, lo que permite mayor resolución y densidades de transistores casi tres veces superiores.
¿Por qué son tan caras las máquinas EUV de ASML?
Porque combinan ópticas de precisión atómica, sistemas de vacío extremos, láseres de alta potencia y fuentes de plasma que replican procesos físicos complejísimos. Cada unidad cuesta entre 235 y 380 millones de dólares.
¿Cuándo estará en producción masiva el High-NA?
Los primeros sistemas ya se han entregado y se espera que entren en producción en volumen entre 2025 y 2026, siendo clave para nodos como Intel 14A.
