Computación
Lace Lithography reemplaza la litografía EUV con haces de átomos 10 veces más pequeños
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La litografía de semiconductores es la tecnología más importante en apoyo del mundo moderno, formando la base de la fabricación de chips, memoria, hardware de IA y todo tipo de componentes electrónicos. Hasta el día de hoy, el principio de la litografía, o más precisamente la fotolitografía, sigue siendo el mismo que cuando se inventó.
Se emite una fuente de luz potente, se concentra y se dirige, de modo que pueda grabar un patrón en una oblea de silicio, creando los transistores y otros componentes microscópicos que hacen posible la electrónica moderna.
Fuente: Fabricated Knowledge
Por supuesto, esto es una simplificación excesiva, ya que el proceso de producción real implica muchos otros pasos de adición y eliminación de materiales, eliminación de impurezas, estabilización y empaquetado de los productos terminados, etc. Pero aun así, la fotolitografía suele ser el paso más crucial.
Esto se ilustra perfectamente con la forma más avanzada de litografía, la litografía EUV (Litografía de Ultravioleta Extrema), que utiliza rayos UV de alta potencia para grabar la oblea de silicio lo más pequeño posible. Esta es una tecnología casi totalmente controlada por una sola empresa, la holandesa ASML (ASML ) (ver nuestro informe de inversión sobre la empresa para más información), aunque China está intentando activamente desarrollar su propia versión independiente de esta tecnología.
Los chips dominan el mundo. Y fabricarlos sigue siendo cada vez más difícil. Las máquinas de litografía más avanzadas hoy en día cuestan más de 380 millones de euros por unidad, y se espera que la próxima generación supere los 700 millones de euros. Son extraordinariamente complejas, intensivas en energía y provienen de un único proveedor.
Firma de capital riesgo Atomico, inversora en Lace Lithography
Hasta hoy, la litografía ha progresado principalmente con una fuente de luz cada vez más precisa y potente, pasando a longitudes de onda cada vez más energéticas y sistemas de control complejos.
Sin embargo, este proceso podría pronto alcanzar un límite, ya que ninguna fotolitografía puede ser más precisa que el tamaño de la longitud de onda de la luz que utiliza.
Fuente: Allresist
Por eso, equipos de investigadores de todo el mundo están trabajando en alternativas que podrían crear componentes informáticos aún más refinados y potentes, especialmente en la era de la IA que exige una capacidad de cómputo cada vez mayor.
Una de estas alternativas podría ser usar directamente átomos individuales en lugar de luz, un enfoque defendido por la empresa noruega Lace Lithography. La empresa recaudó en marzo de 2026 40 millones de dólares en una ronda de financiación Serie A, y cuenta con el respaldo de Microsoft.
De la Luz a los Átomos
La Ley de Moore Alcanzando Límites Duros
La fotolitografía puede ser extremadamente precisa, grabando la oblea de silicio objetivo a escala nanométrica. Sin embargo, por razones de física fundamental, ninguna luz puede ser más precisa que sus propias longitudes de onda.
En términos más técnicos, el problema principal es el límite de difracción, donde diferentes haces de luz comienzan a interferir entre sí y difuminan el patrón deseado.
Fuente: ResearchGate
Así que, aunque la luz EUV cada vez más potente puede ayudar, pronto chocará con un límite rígido impuesto por la física, quizá dentro de 10 años. Esto desviaría la Ley de Moore, la tendencia empírica de la industria de semiconductores de duplicar la densidad de transistores cada dos años.
“El resultado es un cuello de botella de fabricación en el corazón de la economía global, que llega justo en el momento en que la IA está impulsando una demanda sin precedentes de capacidad de cómputo. La industria sabía que esto llegaría, pero hasta ahora nadie había tenido una respuesta creíble.”
Firma de capital riesgo Atomico, inversora en Lace Lithography
Grabado con Átomos
El límite de difracción se debe a la naturaleza de la luz, que es una onda. Pero los átomos individuales no están sujetos a este límite. O, más exactamente, pueden comportarse como ondas, como todos los objetos a escala cuántica, pero con una longitud de onda extremadamente más pequeña que la luz.
“Los átomos se comportan como ondas, pero con longitudes de onda mucho más cortas, lo que permite estructuras significativamente más finas, chips más potentes y un consumo de energía radicalmente menor.”
Siguiendo este principio, Lace Lithography está desarrollando un método que realiza la litografía usando un haz de átomos de helio en lugar de luz.
El haz que Lace Lithography usará para fabricar chips tiene aproximadamente el ancho de un solo átomo de hidrógeno, o 0,1 nanómetros. En comparación, las herramientas de litografía de ASML utilizan un haz de luz de aproximadamente 13,5 nanómetros, y un cabello humano tiene alrededor de 100 000 nanómetros de ancho.
Por supuesto, no es una idea nueva, ya que el concepto se ha considerado durante décadas debido a las ventajas de precisión inherentes que los átomos tendrían sobre la luz, especialmente considerando lo difícil que es crear y dirigir luz como la EUV, que se genera al sobrecalentar miles de diminutas gotas de estaño por segundo.
Pero el principal problema era la creación de una máscara de este tipo. Las fotomáscaras tradicionales están hechas de sustratos de cuarzo o vidrio recubiertos con una película opaca sobre la cual se graba el patrón del dispositivo que se está fabricando. Esta película es esencialmente la plantilla para los chips que se grabarán en la oblea de silicio, aunque se miniaturiza a una escala mucho más pequeña durante el proceso de grabado.
Para crear una máscara que funcione con átomos, las matemáticas del problema se consideraron demasiado complejas hasta ahora para diseñar una máscara para la litografía con haz de átomos.
Este es ahora un problema que Lace Lithography afirma haber resuelto.
Lace Lithography
Visión General de Lace Lithography
La empresa se lanzó en 2023 y busca “desarrollar tecnología revolucionaria de patrón de chips para los próximos 100 años de producción de chips”.
Fue fundada por Bodil Holst, una física danesa-noruega y profesora afiliada en el Departamento de Física y Tecnología de la Universidad de Bergen en Noruega, junto con Adria Salvador Palau, su exalumna de doctorado.
La empresa tiene instalaciones en Noruega, España y los Países Bajos, con su sede central en Bergen, Noruega.
Para resolver el problema de crear máscaras para la litografía de haz, el equipo aprovechó la IA para descifrar las matemáticas previamente irresolubles. Esto ilustra cómo la IA podría no solo cambiar la forma en que realizamos algunas tareas, sino desbloquear posibilidades completamente nuevas en las ciencias duras y la ingeniería.
“El problema difícil restante era el diseño de la máscara: las matemáticas involucradas se consideraban efectivamente intratables. Lace lo resolvió con un algoritmo propietario impulsado por IA que acelera el cálculo en más de 15 órdenes de magnitud. No se trata de una mejora incremental. Es un cambio de categoría.”
Firma de capital riesgo Atomico, inversora en Lace Lithography
En teoría, esta tecnología podría permitir grabar 10 veces más pequeño que incluso la litografía basada en luz más avanzada.
La empresa presentó la ciencia detrás de su logro en la conferencia científica Advanced Lithography + Patterning en San José, California, organizada por SPIE.
En el resumen de esta presentación, se explica que la “ventaja fundamental de usar átomos metastables para la litografía es que la resolución del patrón está desacoplada de la energía del patrón”. Esto significa que el haz de átomos puede ser más o menos potente bajo demanda, a diferencia de la luz, que necesita longitudes de onda cada vez más pequeñas para niveles de energía más altos.
“Demostramos dos modos de exposición diferentes: proximidad y difracción. Para proximidad, presentamos patrones de agujeros de hasta 50 nm de diámetro crítico a un paso de 100 nm. Para difracción, presentamos un patrón de líneas regulares con un paso de 50 nm.”
La tecnología de máscaras puede escalarse al tamaño actual de oblea de silicio utilizado por la industria, e incluso podría extenderse más.
“Además, presentamos los primeros diseños de máscaras de difracción basados en IA para la Tecnología de Litografía Inversa (ILT) para átomos. Demostramos que los diseños de máscaras pueden producir patrones arbitrarios con un límite de resolución teórico hasta el espaciado atómico del silicio. Las simulaciones de diseño de máscaras pueden escalarse al tamaño de campo completo actual y más allá.”
Además de Atomico, la empresa ha recibido financiación del brazo de capital riesgo de Microsoft (MSFT ) M12, Linse Capital, la Sociedad Española de Transformación Tecnológica y Nysnø. La valoración total de Lace Lithography no ha sido divulgada.
Preparándose para la Comercialización
Por supuesto, hay tiempo entre la revelación de un avance científico y un prototipo, y la utilización real a gran escala de una tecnología.
Sin embargo, Lace Lithography probablemente será, relativamente hablando, fácil de integrar en las fundiciones de semiconductores. Reemplaza la fuente de luz EUV con el haz de helio y la fotomáscara tradicional con el diseño de máscara de haz impulsado por IA. Por lo tanto, no es necesario rediseñar la línea de ensamblaje ni la mayor parte de la cadena de suministro que ya sirve a la industria de fabricación de semiconductores.
Ya equipada con un prototipo, la empresa busca realizar una prueba de su primera herramienta de grado comercial en una planta piloto de fabricación de chips (“fab”) alrededor de 2029.
Invertir en Litografía con Haz de Átomos
Microsoft
MSFT Gráfico de precios
Esta tecnología sigue siendo extremadamente nueva, y probablemente no verá ningún chip comercial real producido con ella antes de 2030, y ninguna implementación masiva antes de 2035 como máximo.
Sin embargo, esto podría ser un cambio de juego a largo plazo, eliminando al jugador dominante, ASML, por completo de su posición de monopolio en la litografía. Dado que ASML está actualmente valorada en 450 mil millones de dólares, incluso una pequeña participación en Lace Lithography podría rendir enormes beneficios en el futuro.
Como la mayoría de los inversores no pueden invertir directamente en una startup temprana como esta empresa, la exposición a las acciones de Microsoft es probablemente la segunda mejor opción.
El gigante del sistema operativo y software también está realizando numerosas apuestas en tecnología innovadora, con la IA, especialmente la IA aplicada a usos B2B e investigación científica, como un enfoque clave de la empresa. En la última década, Microsoft también se ha convertido en una compañía que empuja los límites de algunas de las tecnologías más prometedoras y asume más riesgos que en décadas anteriores:
- Chips de computación cuántica, inventando un estado de la materia completamente nuevo (topoconductores).
- Fusión nuclear, con un reactor que será entregado a Microsoft por Helion Energy tan pronto como 2028.
- Reiniciar tempranamente la planta nuclear para alimentar centros de datos de IA.
- IAs científicas para ciencias de materiales, química y biología.
- IA para B2B y PC(Copilot)
Además de estas actividades, la empresa es líder en software operativo, software B2B (Office), red social B2B (LinkedIn), desarrollo de videojuegos, consola de juegos (XBox), computación en la nube y desarrollo de IA.
Esto significa que, aunque la litografía con haz de átomos probablemente no añadirá por sí sola otro billón al ya enorme valor de mercado de Microsoft, es uno de los campos muy prometedores en los que la compañía ha invertido temprano. Por lo tanto, la acción podría ofrecer un potencial alcista gracias a la innovación disruptiva “moonshot” mientras también brinda exposición a las actividades centrales más estables y predecibles de la empresa.
(Puede leer más sobre el negocio de Microsoft en su totalidad en nuestro informe de inversión dedicado a la empresa.)
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