⚡💿 MICROCHIPS 2026: ¿CÓMO SE FABRICAN? 💿⚡
Uno de los temas y sectores más candentes de la última década es el de los microchips o semiconductores. Su importancia es de sobra conocida. Lo que no es tanto, es el proceso y cadena de suministro por el cual se logran estas piezas esenciales en cualquier rubro tecnológico actual. A continuación, se enumeran los pasos para llegar a su fabricación y las empresas involucradas en cada nicho.
1. Diseño del chip. Se dibuja el mapa del chip donde se definirá su arquitectura (CPU, GPU, ASIC), el número de transistores, el consumo de energía y el layout lógico, a través del uso de herramientas de Automatización de Diseño Eléctrico (EDA).
a. Dentro de la arquitectura (IP), se define el lenguaje en el que el chip entenderá las instrucciones (ISA: Instruction Set Architectures). Dentro de los principales ISA está el Intel x86 CISC (Complex Instruction Set Computing) y el ARM RISC (Reduced Instruction Set Computing). Sin embargo, existen otros ISA como RISC-V International (open source), MIPS, PowerPC, SPARC, z/Architecture, PTX/SASS, GCN/RDNA, Xe ISA y DSP/AI Accelerators.
i. Principales empresas involucradas con ISA para PC, servidores, smarthpones y cloud: Intel y ARM
ii. Otras empresas involucradas con ISA para GPU, servidores, supercomputadoras, embedded y mainframes: AMD, Nvidia, IBM y Oracle
iii. Otras empresas involucradas con ISA para AI: Google, Tesla, Graphcore y Cerebras System.
b. Principales empresas generadoras de herramientas EDA: Cadence, Synopsys y Siemens
c. Principales empresas vinculadas al diseño: Nvidia, AMD, Qualcomm, Apple, Broadcom, Intel, Mediatek, Marvell Technologies, Amazon, Microsoft, Meta, Google y Tesla
2. Producción de silicio ultra puro. A partir de la arena, se fabrica cuarzo (SiO2) que se purificará para hacer silicio de >99.99% de pureza.
a. Principales empresas involucradas: Shin-Etsu Chemical, SUMCO y Wacker Chemie
3. Fabricación de Wafers. Se funde el silicio para hacer lingotes (cilindros) mediante el método Czochralski, que posteriormente se cortarán en discos ultra finos para hacer Wafers (obleas).
a. Principales empresas involucradas: Shin-Etsu Chemical, SUMCO, GlobalWafers, Siltronic y SK Siltron
4. Fotolitrografía. Consiste en la obtención de la máquina que imprimirá el diseño en la oblea de silicio utilizando luz ultravioleta extrema a través de máscaras que dibujarán los circuitos sobre el wafer.
a. Principal empresa productora de máquinas de fotolitografía EUV: ASML
i. Principales empresas proveedoras de ASML: Zeiss AG (óptica) y Cymer (láser)
5. Depósito, grabado e implantación de iones. Proceso en el cual, a partir de la impresión en la oblea, se añaden metales y aislantes, además de excavar los circuitos usando gases químicos (grabar). Posteriormente, diversas áreas se bombardean con iones para cambiar la conductividad del silicio.
a. Principales empresas involucradas en añadir material: Applied Materials y LAM Research
b. Principales empresas en grabado : Tokyo Electron
c. Principales empresas en implantación de iones: Axcelis Technologies
d. Principales empresas en metrología y control de procesos: KLA Corporation
6. Fundición/Foundry. Es el lugar físico donde ocurren los pasos 4 y 5 anteriores. Pueden ir desde las 100 hasta las 1,000 veces, por lo que una oblea puede tardar de 3 a 4 meses en salir convertida en cientos de microchips.
a. Empresa encargada de la fabricación de los chips más avanzados: TSMC
b. Otras empresas fundidoras involucradas: Intel, Samsung, Texas Instruments y Motorola
7. Ensamblado. Etapa en la que la oblea terminada se corta en chips individuales (dies), con un proceso de alta protección, debido a que son sometidas a procesos de calor extremo. Adicionalmente, se empaquetan para pruebas de rendimiento.
a. Principales empresas involucradas: ASE Technology, Amkor Technology, JCET y TSMC
8. Prueba/Testing. Paso final donde se verifica que el microchip cumple con los estándares requeridos en cuanto a consumo, temperatura, velocidad y defectos.
a. Principales empresas vinculadas: Teradyne y Advantest
9. Integrated Device Manufacturers. No es un paso, sino son aquellas empresas que controlan todos los pasos anteriores, usando tecnología de las compañías ya mencionadas, pero suelen estar enfocadas a memorias, chips análogos y de energía.
a. Principales compañías involucradas en memorias: SK Hynix y Micron Technologies
b. Principales compañías involucradas en diversos chips: Intel, Texas Instruments, Samsung Electronics
c. Principales compañías involucradas en chips automotriz, sensores, automoción y otros: Infineon Technologies, STMicroelectronics, NXP Semiconductors, Onsemi, Renesas Electronics, Rohm Semiconductor, Analog Devices
10. Computación cuántica. Consiste en el desarrollo y fabricación de equipos cuánticos a partir de los procesos anteriores. Más que un paso adicional, es la evolución e hiper especialización que podría conducir a generar nuevos procesos.
a. Principales empresas en innovación tecnológica basada en luz: Psy Quantum o Photon Delta
b. Principales empresas con tecnología actual aplicada: Rigetti Computing, D-Wave System, Quantum Computing o IBM
Sin duda, en un futuro puede que el proceso cambie. Los conflictos geopolíticos y el monopolio de ASML y TSMC quizá en el futuro cambie. Actualmente los microchips más pequeños son los de 2nm y 4 nm. Las empresas que más capturan valor son Nvidia, ASML, TSCM, Applied Materials y ASE Technologies. Quizá, el futuro se centre no en llegar a 1nm, sino en:
· Usar otros materiales como Nitruro de Galio, Grafeno o microtúbulos de Carbono
· Generación de transistores 2D a 3D
· Construir chips 3D y hacerlos más eficientes (varios apilados en bloques)
· Fabricación de chips neuromórficos basados en pulsos y no en contadores de reloj
· Creación de ISA específica y mejorada
· Chips que usen luz en vez de electrones
· Más investigación y desarrollo en microchips cuánticos
¡El mejor análisis es el tuyo!
J. Joel Padilla
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