Los Rayos X se están convirtiendo en un examen médico esencial en la fabricación de chips

El costo de la fabricación de chips de vanguardia exigirá una mayor monitorización en tiempo real para minimizar el desperdicio de silicio

Un escáner de rayos X
Por Takashi Mochizuki - Yuki Furukawa
20 de noviembre, 2023 | 06:42 PM

Bloomberg — El fabricante japonés de equipos médicos y automatización de fábricas Omron Corp. (6645) ha puesto sus ojos en el jugoso mercado de los equipos de fabricación de chips para potenciar su crecimiento de cara al futuro.

La compañía de electrónica, que tiene su sede en Kioto, presentará en primavera un escáner de rayos X que permitirá detectar mejor las deficiencias en la fabricación de semiconductores avanzados y optimizar el volumen de producción de los principales fabricantes de chips del globo. El aparato VT-X950 generará imágenes en tres dimensiones de los chips con la suficiente resolución como para identificar fallos a escala nanométrica 1, lo que supone un adelanto de al menos una generación en comparación con las más avanzadas técnicas actuales de fabricación de silicio.

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Como los escaneos solo tardan treinta segundos cada uno, el fabricante de chips puede vigilar la producción prácticamente en tiempo real y efectuar ajustes y rectificaciones con mayor eficiencia. El porcentaje de chips sin fallos producidos con cada oblea de silicio constituye un indicador muy valorado por fabricantes como Taiwan Semiconductor Manufacturing Co. y Samsung Electronics Co. pues influye en los costos de cada compañía y en la rapidez con que atienden los pedidos de sus clientes.

Un escáner de rayos Xdfd

“La tendencia en la demanda del sector de semiconductores es producir una mayor diversidad de chips en lotes más reducidos, algo que no sería factible económicamente sin el escaneado CT (por sus siglas en inglés) realizado en tiempo real”, explicó durante una entrevista Kazuhisa Shibuya, director general de sistemas de inspección de Omron.

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La CT, o tomografía computarizada, es un pilar del diagnóstico médico y también se ha convertido en una herramienta de control de calidad esencial en la fabricación de chips. Omron, fundada hace noventa años y que obtiene más de la mitad de sus 876 mil millones de yenes (US$5.900 millones) de ingresos anuales de productos de automatización de fábricas, ingresó por primera vez a la cadena de suministro de semiconductores en 2012 con el lanzamiento de su VT-X900. Eso sigue siendo una pequeña parte de su negocio, en gran medida limitado a unos pocos fabricantes importantes de chips, dijo Shibuya.

El funcionario de 55 años confía en que la demanda crecerá a medida que los chips se vuelvan cada vez más complejos y costosos de fabricar. En un área de sólo unos pocos centímetros cuadrados, los fabricantes necesitan escribir líneas de metal que son más delgadas que un cabello humano y depositar miles de protuberancias de soldadura a nanoescala. Las nuevas técnicas de apilamiento de chips en estructuras tridimensionales, como las arquitecturas integrales de TSMC y Samsung, aumentan los requisitos de precisión.

“La necesidad de tomografías computarizadas como parte del proceso de fabricación de semiconductores es urgente”, dijo el analista de Omdia Akira Minamikawa. “A medida que la industria busca tecnología de chiplet y contracción de troqueles, el nivel de tecnología de unión requerida se ha disparado, especialmente en los últimos años”.

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Imagen interna de máquina de Rayos Xdfd

Los chips más demandados hoy en día, los aceleradores de inteligencia artificial de última generación de Nvidia Corp. (NVDA), se ven obstaculizados por la capacidad de TSMC de producir el embalaje avanzado para encerrarlos. El control de calidad y la mejora del rendimiento se vuelven primordiales en tales circunstancias, ya que una pequeña desalineación puede hacer que los chips que se venden por decenas de miles de dólares pierdan su valor. Los chips de rayos X a medida que se fabrican pueden ayudar a detectar imperfecciones y permitir a los trabajadores ajustar el proceso según sea necesario.

El precio de las acciones de Sony Group Corp. (6758) cayó un 4,7% a principios de este mes después de que la compañía dijera que está teniendo problemas para producir en masa su nuevo sensor de cámara para teléfonos inteligentes, lo que terminó reduciendo las perspectivas de ganancias operativas de la empresa en un 15%.

Tradicionalmente, los fabricantes de chips se han basado en las llamadas pruebas de función para ver si un dispositivo funcionará según lo diseñado. También se ha utilizado la CT, pero a un ritmo mucho más lento: recoger unidades de muestra de las líneas de producción para realizar controles con rayos X en una sala separada, lo que puede llevar hasta una hora cada uno. La necesidad de máquinas de inspección más rápidas aumentará drásticamente, según Hideki Yasuda, analista de Toyo Securities. El costo de la fabricación de chips de vanguardia exigirá una mayor monitorización en tiempo real para minimizar el desperdicio de silicio, afirmó.

Los escáneres CT de Omron son la única opción realista para que los fabricantes de chips los instalen en sus líneas de ensamblaje, dijo Shibuya, ya que ninguna otra máquina puede producir imágenes CT de alta calidad en tiempo real. El último modelo reduce a la mitad el tiempo de escaneo con respecto al modelo anterior de Omron.