- Investigadores chinos han desarrollado un proceso preliminar de transistores GAA por debajo de los 3 nm.
- La tecnología aún se encuentra en una fase temprana y no puede respaldar la producción comercial.
- La arquitectura GAA mejora el control de la corriente y sustituye al diseño FinFET.
- Las restricciones a la exportación llevan a China a explorar el potencial de los equipos DUV más antiguos.
Investigadores chinos han desarrollado un proceso preliminar para construir transistores de puerta envolvente (GAA) por debajo de los 3 nm utilizando litografía ultravioleta profunda (DUV), lo que podría ofrecer a China una vía hacia la fabricación avanzada de chips ante la carencia de las máquinas más avanzadas de ultravioleta extremo (EUV). Según informa Digitimes, este avance se basa en las declaraciones del veterano investigador chino de semiconductores Ye Tianchun, en un contexto en el que las restricciones a la exportación de Estados Unidos y Países Bajos siguen limitando el acceso de China a los sistemas de litografía más avanzados de ASML. La Academia China de Ciencias (CAS) señaló que sus investigadores ya han completado el trabajo preliminar para integrar transistores CMOS GAA con canales de nanoláminas apiladas empleando herramientas DUV.
No obstante, la tecnología se encuentra aún en una fase temprana de desarrollo y no se ha demostrado que pueda respaldar una producción a escala comercial.
Ventajas y desafíos de la tecnología GAA
La arquitectura GAA ayuda a superar las limitaciones de la litografía. La investigación se centró en los transistores GAA, una arquitectura que sustituye al diseño FinFET a medida que los fabricantes de semiconductores avanzan hacia nodos de proceso más pequeños. A diferencia de FinFET, cuya puerta rodea el canal del transistor por tres lados, el diseño GAA envuelve la puerta alrededor del canal, lo que proporciona un mayor control del flujo de corriente. Según informó South China Morning Post, el equipo de la CAS ha integrado transistores CMOS GAA con canales de nanoláminas apiladas utilizando litografía DUV.
Ye Tianchun, investigador senior del Instituto de Microelectrónica de la Academia China de Ciencias, describió este trabajo como una ruta de proceso temprana para desarrollar dispositivos por debajo de los 3 nm. Sin embargo, esto no significa que China haya demostrado chips por debajo de los 3 nm listos para producción. El investigador enfatizó que el trabajo se encuentra aún en una fase temprana y que se requiere una validación adicional a nivel de oblea para determinar si el proceso podrá trasladarse finalmente a una línea de producción.
Contexto del desarrollo de los semiconductores en China
Aun así, este enfoque es significativo, dado que la tecnología GAA ya ha sido adoptada por los fabricantes líderes de semiconductores. Samsung ya ha comenzado la producción en masa de chips de 3 nm con tecnología GAA, mientras que TSMC planea adoptar esta arquitectura para su proceso de 2 nm en 2025. Este trabajo se enmarca en el acceso limitado de China a la litografía ultravioleta extrema (EUV), la tecnología utilizada por los fabricantes líderes para producir los nodos semiconductores más avanzados. Las máquinas EUV de ASML utilizan luz de 13.5 nm para grabar características extremadamente pequeñas sobre las obleas de silicio.
Estos sistemas se encuentran entre las máquinas industriales más complejas jamás construidas y resultan esenciales para la producción de los chips modernos más avanzados. Las restricciones a la exportación impiden que ASML venda sistemas EUV a clientes chinos, por lo que los investigadores chinos de semiconductores exploran cada vez más cómo extraer un mayor rendimiento de los equipos DUV más antiguos, ya sea mediante nuevas estructuras de transistores, técnicas de proceso o materiales.
La Academia China de Ciencias está trabajando en varias piezas de este rompecabezas. En 2025, investigadores del instituto desarrollaron un láser DUV completamente de estado sólido capaz de generar luz coherente a 193 nm, la longitud de onda utilizada por los sistemas avanzados de litografía DUV. Además, los investigadores están investigando si diferentes arquitecturas de equipos y técnicas de proceso pueden compensar las limitaciones de la litografía. Aun así, la industria china de semiconductores persigue varias soluciones en paralelo. En 2026, Huawei presentó lo que denomina Tau Scaling Law, un enfoque de diseño de chips basado en el "escalado temporal" que, según la compañía, podría permitir alcanzar en 2031 una densidad de transistores equivalente a un proceso de 1.4 nm.
Desafíos futuros de la tecnología china de semiconductores
China enfrenta desafíos derivados de las restricciones a la exportación en el ámbito de los semiconductores, en particular para acceder a la tecnología avanzada de litografía ultravioleta extrema (EUV). Esto obliga a los investigadores a buscar alternativas, como el uso de la tecnología ultravioleta profunda (DUV) para desarrollar nuevos transistores GAA. Aunque la tecnología actual aún se encuentra en una fase temprana, sus posibles aplicaciones son significativas, especialmente en un contexto de competencia global cada vez más intensa. Dado que otros fabricantes líderes como Samsung y TSMC ya utilizan la tecnología GAA, los avances de la investigación china podrían influir en la configuración del mercado en el futuro.