es.wedoany.com Noticia: El Instituto de Física Aplicada de la Academia de Ciencias de Rusia, en colaboración con instituciones especializadas de la corporación estatal Rosatom, anunció oficialmente en mayo de 2026 un avance tecnológico que apunta directamente al núcleo de la fabricación de semiconductores de próxima generación: se ha validado con éxito una nueva fuente de luz que utiliza una mezcla de gases como xenón, kriptón y litio como blanco, excitada por un láser de femtosegundos para generar "luz ultravioleta dura" con una longitud de onda de 6,7 nanómetros. Esto marca la apertura de una vía tecnológica completamente nueva para la litografía global, más allá de la tecnología ultravioleta extrema de 13,5 nanómetros monopolizada por la neerlandesa ASML.
Los sistemas actuales de litografía ultravioleta extrema dependen de láseres de dióxido de carbono de alta potencia que bombardean gotas de estaño líquido para producir luz ultravioleta extrema con una longitud de onda de 13,5 nanómetros. A medida que los procesos de fabricación de chips de gama alta a nivel mundial avanzan hacia los 3 nanómetros e inferiores, el límite de difracción de la longitud de onda de 13,5 nanómetros se acerca a la frontera física, lo que no solo dificulta el soporte de procesos avanzados de 1 nanómetro e inferiores, sino que los desechos producidos por la ionización de las gotas de estaño contaminan gravemente los espejos de la trayectoria óptica, lo que conlleva altos costos de mantenimiento y tiempos de inactividad. Para hacer frente a años de sanciones tecnológicas occidentales, los científicos del centro de investigación ruso abandonaron el blanco tradicional de gotas metálicas y optaron por una fuente de agrupaciones de gas. El método específico consiste en mezclar gas xenón, kriptón o litio con un gas tampón, inyectarlo en una cámara de vacío a través de una boquilla supersónica, condensarlo en "perlas de hielo de gas" con un diámetro de 50 a 100 nanómetros, y luego bombardear estas agrupaciones con pulsos de láser de femtosegundos para generar plasma.
La solución de agrupaciones de gas logra avances sobre el esquema tradicional de gotas de estaño en múltiples dimensiones. La longitud de onda de trabajo salta significativamente de 13,5 nanómetros a 6,7 nanómetros. Según la fórmula del límite de difracción, reducir la longitud de onda a la mitad puede comprimir el límite de difracción exponencialmente, empujando teóricamente la estructura de transistores alcanzable en una sola exposición a la escala de 1 nanómetro e inferior. En cuanto al control de la contaminación, las impurezas traza generadas por las agrupaciones de gas pueden ser extraídas directamente por bombas de vacío, erradicando por completo el costoso proceso de eliminación de "ceniza de estaño" de los esquemas tradicionales. En la eficiencia de conversión de energía, el aspecto más crítico del costo de la litografía, la energía del láser de femtosegundos se utiliza casi en su totalidad para la "explosión instantánea" de las nanoagrupaciones, en lugar de calentar gotas gruesas, lo que aumenta la eficiencia de conversión de energía fotoeléctrica de 3 a 4 veces. Mediante el ajuste de los parámetros del láser y la proporción de gases, esta solución también puede excitar aún más la radiación de armónicos de alto orden, generando radiación coherente con longitudes de onda de 3,4 nanómetros o incluso 1,7 nanómetros en condiciones específicas, adentrándose formalmente en el dominio de los rayos X blandos. En experimentos con prototipos de láser realizados en Nizhni Nóvgorod y Moscú, esta tecnología ha sido verificada repetidamente. En mayo de este año, las instituciones de investigación pertinentes anunciaron oficialmente que su prototipo de principio se "encendió" con éxito, completando la verificación del principio de cero a uno.
Aunque la verificación del principio a nivel de laboratorio ha sido exitosa, el paso del prototipo de principio a una herramienta de producción en masa que funcione ininterrumpidamente las 24 horas del día, los 7 días de la semana en una fábrica de semiconductores aún enfrenta estrictos desafíos de ingeniería. En cuanto al sistema óptico, la longitud de onda de 6,7 nanómetros impone exigencias de precisión extremadamente altas a los espejos reflectantes multicapa. Las soluciones de recubrimiento Mo/Be o Mo/Y, que la industria global ha intentado desarrollar con gran esfuerzo, requieren la deposición alternada precisa de cientos de capas de película metálica sobre un sustrato de 300 milímetros, con cada capa de aproximadamente 3 nanómetros de espesor, y la rugosidad de la interfaz entre capas debe controlarse a nivel de diámetro atómico. Esta capacidad de producir miles de películas delgadas a nivel atómico de manera industrializada, a gran escala y a bajo costo es el principal desafío que determina si esta tecnología puede salir del laboratorio. Además, cuando el láser bombardea las agrupaciones de gas a una alta frecuencia de 100.000 a 200.000 veces por segundo, garantizar la uniformidad de la densidad del flujo de gas para evitar el parpadeo de la fuente de luz, así como la protección contra el choque térmico y el bombardeo iónico causados por microplasmas de hasta millones de grados, requieren esfuerzos sistemáticos de ingeniería.
En el panorama actual de equipos de desarrollo propio de Rusia, el Centro de Nanotecnología de Zelenograd, ubicado en Moscú, lanzó a finales de 2025 el primer sistema de litografía nacionalizado, el Progress STP-350. Este equipo de proceso de 350 nanómetros, basado en la tecnología de pasos i-line, ha entrado en el ecosistema microelectrónico ruso con entregas iniciales. Cabe destacar que la solución de litografía con blanco de gas de 6,7 nanómetros liderada por la Academia de Ciencias de Rusia se encuentra aún en la fase inicial de validación en laboratorio y no ha sido incluida en el registro industrial nacional. Los científicos rusos han optado por apostar por la banda de "más allá del ultravioleta extremo", de mayor dimensión, formando un diseño de doble vía con el Progress STP-350, que representa lo "maduro y controlable" frente a la "ruptura de fronteras", proporcionando un soporte microelectrónico diversificado para escenarios con diferentes niveles de seguridad.
Desde la perspectiva de la industria global de semiconductores, este avance, una vez que supere las barreras de ingeniería, podría remodelar profundamente el panorama de la cadena industrial. Por un lado, sin subvertir el sistema de proyección óptica existente, reduce el costo de mantenimiento y la complejidad de los equipos de litografía al cambiar a una fuente de luz de blanco gaseoso; por otro lado, esta expansión de la vía tecnológica significa que la futura producción de chips tiene el potencial de romper la dependencia absoluta de una única ruta tecnológica y un único proveedor de equipos centrales, tanto en la cadena industrial madura como en la teoría física, abriendo una nueva ventana teórica para la evolución diversificada a largo plazo del panorama de la industria global de semiconductores.
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