La 'máquina más complicada' de The Tech Cold War que está fuera del alcance de China

Una herramienta de fabricación de chips de $ 150 millones de una empresa holandesa se ha convertido en una palanca en la lucha entre Estados Unidos y China. También muestra cuán arraigada está la cadena de suministro global.

Una máquina fabricada por una empresa holandesa, ASML, produce circuitos mucho más pequeños en chips de computadora. Este se encuentra en una instalación de IBM en Albany, Nueva YorkCredit...Bryan Derballa para The New York Times

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por don clark

SAN FRANCISCO — El presidente Biden y muchos legisladores en Washington están preocupados estos días por los chips de computadora y las ambiciones de China con la tecnología fundamental.

Pero una máquina enorme vendida por una empresa holandesa se ha convertido en una palanca clave para los formuladores de políticas e ilustra cómo las esperanzas de cualquier país de construir una cadena de suministro completamente autosuficiente en tecnología de semiconductores son poco realistas.

La máquina está fabricada por ASML Holding, con sede en Veldhoven. Su sistema utiliza un tipo diferente de luz para definir circuitos ultrapequeños en chips, ofreciendo más rendimiento en las pequeñas porciones de silicio. La herramienta, que tardó décadas en desarrollarse y se introdujo para la fabricación de gran volumen en 2017, cuesta más de 150 millones de dólares. Enviarlo a los clientes requiere 40 contenedores de envío, 20 camiones y tres Boeing 747.

La máquina compleja es ampliamente reconocida como necesaria para fabricar los chips más avanzados, una habilidad con implicaciones geopolíticas. La administración Trump presionó con éxito al gobierno holandés para bloquear los envíos de una máquina de este tipo a China en 2019, y la administración Biden no ha mostrado signos de revertir esa postura.

Los fabricantes no pueden producir chips de vanguardia sin el sistema, y ​​"solo lo fabrica la firma holandesa ASML", dijo Will Hunt, analista de investigación del Centro de Seguridad y Tecnología Emergente de la Universidad de Georgetown, que concluyó que tomaría China al menos una década para construir su propio equipo similar. "Desde la perspectiva de China, eso es algo frustrante".

La máquina de ASML se ha convertido efectivamente en un cuello de botella en la cadena de suministro de chips, que actúan como el cerebro de las computadoras y otros dispositivos digitales. El desarrollo y la producción de la herramienta en tres continentes, utilizando experiencia y piezas de Japón, Estados Unidos y Alemania, también es un recordatorio de cuán global es esa cadena de suministro, lo que proporciona una verificación de la realidad para cualquier país que quiera dar un salto adelante en semiconductores por sí mismo.

Eso incluye no solo a China sino también a Estados Unidos, donde el Congreso está debatiendo planes para gastar más de $50 mil millones para reducir la dependencia de los fabricantes de chips extranjeros. Muchas ramas del gobierno federal, particularmente el Pentágono, han estado preocupadas por la dependencia de Estados Unidos del principal fabricante de chips de Taiwán y la proximidad de la isla a China.

Un estudio realizado esta primavera por Boston Consulting Group y la Asociación de la Industria de Semiconductores estimó que la creación de una cadena de suministro de chips autosuficiente requeriría al menos $ 1 billón y aumentaría drásticamente los precios de los chips y los productos fabricados con ellos.

Ese objetivo es "completamente irreal" para cualquiera, dijo Willy Shih, profesor de administración en la Escuela de Negocios de Harvard que estudia las cadenas de suministro. La tecnología de ASML "es un gran ejemplo de por qué existe un comercio global".

La situación subraya el papel crucial desempeñado por ASML, una empresa que alguna vez fue oscura y cuyo valor de mercado ahora supera los 285.000 millones de dólares. Es "la compañía más importante de la que nunca has oído hablar", dijo CJ Muse, analista de Evercore ISI.

Creada en 1984 por el gigante de la electrónica Philips y otro fabricante de herramientas, Advanced Semiconductor Materials International, ASML se convirtió en una empresa independiente y, con diferencia, en el mayor proveedor deequipo de fabricación de chips que involucra un proceso llamado litografía.

Usando litografía, los fabricantes proyectan repetidamente patrones de circuitos de chips en obleas de silicio. Cuantos más transistores diminutos y otros componentes se puedan agregar a un chip individual, más poderoso se vuelve y más datos puede almacenar. El ritmo de esa miniaturización se conoce como la Ley de Moore, llamada así por Gordon Moore, cofundador del gigante de chips Intel.

En 1997, ASML comenzó a estudiar un cambio para usar luz ultravioleta extrema, o EUV, luz. Dicha luz tiene longitudes de onda ultrapequeñas que pueden crear circuitos mucho más pequeños de lo que es posible con la litografía convencional. Más tarde, la empresa decidió fabricar máquinas basadas en la tecnología, un esfuerzo que ha costado 8.000 millones de dólares desde finales de la década de 1990.

El proceso de desarrollo rápidamente se volvió global. ASML ahora ensambla las máquinas avanzadas utilizando espejos de Alemania y hardware desarrollado en San Diego que genera luz mediante la explosión de gotas de estaño con un láser. Los productos químicos y componentes clave provienen de Japón.

Peter Wennink, director ejecutivo de ASML, dijo que la falta de dinero en los primeros años de la compañía la llevó a integrar inventos de proveedores especializados, creando lo que él llama una "red de conocimiento colaborativo" que innova rápidamente.

"Nos vimos obligados a no hacer nosotros mismos lo que otras personas hacen mejor", dijo.

ASML se basó en otra cooperación internacional. A principios de la década de 1980, investigadores de Estados Unidos, Japón y Europa comenzaron a considerar el cambio radical en las fuentes de luz. El concepto fue adoptado por un consorcio que incluía a Intel y otros dos fabricantes de chips de EE. UU., así como a los laboratorios del Departamento de Energía.

ASML se unió en 1999 después de más de un año de negociaciones, dijo Martin van den Brink, presidente y director de tecnología de ASML. Otros socios de la empresa incluyeron el centro de investigación Imec en Bélgica y otro consorcio estadounidense, Sematech. Posteriormente, ASML atrajo grandes inversiones de Intel, Samsung Electronics y Taiwan Semiconductor Manufacturing Company para ayudar a financiar el desarrollo.

Ese desarrollo se hizo más complicado por las peculiaridades de la luz ultravioleta extrema. Las máquinas de litografía generalmente enfocan la luz a través de lentes para proyectar patrones de circuitos en obleas. Pero las pequeñas longitudes de onda EUV son absorbidas por el vidrio, por lo que las lentes no funcionarán. Los espejos, otra herramienta común para dirigir la luz, tienen el mismo problema. Eso significaba que la nueva litografía requería espejos con revestimientos complejos que se combinaran para reflejar mejor las longitudes de onda pequeñas.

Así que ASML recurrió a Zeiss Group, una empresa de óptica alemana de 175 años y socio desde hace mucho tiempo. Sus contribuciones incluyeron un sistema de proyección de dos toneladas para manejar la luz ultravioleta extrema, con seis espejos de forma especial que se esmerilan, pulen y recubren durante varios meses en un elaborado proceso robótico que utiliza haces de iones para eliminar defectos.

Generar suficiente luz para proyectar imágenes rápidamente también causó retrasos, dijo el Sr. van den Brink. Pero Cymer, una empresa de San Diego que ASML compró en 2013, finalmente mejoró un sistema que dirige pulsos desde un láser de alta potencia para golpear gotas de estaño 50 000 veces por segundo, una para aplanarlas y una segunda vez para vaporizarlas, para crear luz intensa

El nuevo sistema también requería componentes rediseñados llamados fotomáscaras, que actúan como plantillas en la proyección de diseños de circuitos, así como nuevos químicos depositados en obleas que generan esas imágenes cuando se exponen a la luz. Las empresas japonesas ahora suministran la mayoría de esos productos.

Desde que ASML presentó su modelo EUV comercial en 2017, los clientes han comprado alrededor de 100 de ellos. Los compradores incluyen a Samsung y TSMC, el mayor servicio que produce chips diseñados por otras compañías. TSMC utiliza la herramienta para fabricar los procesadores diseñados por Apple para sus últimos iPhones. Intel e IBM han dicho que EUV es crucial para sus planes.

"Definitivamente es la máquina más complicada que los humanos han construido", dijo Darío Gil, vicepresidente senior de IBM.

Las restricciones holandesas sobre la exportación de tales máquinas a China, que se aplican desde 2019, no han tenido mucho impacto financiero en ASML, ya que tiene una acumulación de pedidos de otros países. Pero alrededor del 15 por ciento de las ventas de la empresa provienen de la venta de sistemas más antiguos en China.

En un informe final al Congreso y al Sr. Biden en marzo, la Comisión de Seguridad Nacional sobre Inteligencia Artificial propuso extender los controles de exportación a algunos otros ASML avanzados. máquinas también. El grupo, financiado por el Congreso, busca limitar los avances de inteligencia artificial con aplicaciones militares.

El Sr. Hunt y otros expertos en políticas argumentaron que dado que China ya estaba usando esas máquinas, bloquear ventas adicionales dañaría a ASML sin mucho beneficio estratégico. La empresa también.

"Espero que prevalezca el sentido común", dijo van den Brink.

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