La máquina que solo una empresa puede construir
En 1984, una empresa conjunta neerlandesa empezó a trabajar en un edificio de Philips en Eindhoven. En 2012, su gran apuesta producía siete obleas por hora y todos los rivales sensatos se habían ido. Durante casi todo ese tiempo, la paciencia y la terquedad se veían exactamente iguales.
N.º 013Septiembre de 20269 min de lecturaPedrum Shokouhi
El Sol en ultravioleta extremo a 13.1 nanómetros, visto desde la órbita. Una luz tan corta no atraviesa el aire, así que una máquina para fabricar chips tiene que generar la suya en el vacío.
Gjalt Smit · Arthur del Prado
Strijp TQ, Eindhoven, 1984ASML abrió sus puertas el primero de abril de 1984, el Día de los Inocentes anglosajón, como una empresa conjunta llamada ASM Lithography, en el edificio Strijp TQ de Philips en Eindhoven, bajo un nuevo director general llamado Gjalt Smit y con cuarenta y siete ingenieros a quienes habían convencido de renunciar a un empleo para toda la vida. En el grupo habían sido cincuenta. Philips les ofreció condiciones atractivas, y entendieron la oferta lo bastante bien como para llamarla despojo de activos. Philips ni siquiera quería a este socio: prefería al gigante estadounidense Perkin-Elmer, tenía a la ASM de Arthur del Prado por una advenediza y solo volvió con él cuando Perkin-Elmer firmó con otro y al grupo se le acabó el tiempo. La máquina que los ingenieros se llevaron consigo, la PAS 2000, exigía rediseñar su tecnología clave, empezando por una plataforma hidráulica para las obleas que llevaba aceite a la sala limpia. La empresa pronto se quedó sin espacio y se desbordó hacia lo que la propia cronología de ASML llama un cobertizo con goteras junto a la oficina de Philips, antes de mudarse en 1985 a un edificio nuevo en Veldhoven. Ese cobertizo se ha convertido desde entonces en texto sagrado, y el propio relato de ASML sobre su fundación usa la palabra mito.
Los primeros años no dieron a nadie motivos para pensar en el futuro lejano. La alianza con Carl Zeiss para las lentes empezó en 1986, pero en 1988 la empresa atravesaba tantos apuros que ASM se retiró, y un miembro del consejo de Philips llamado Henk Bodt convenció a sus colegas de echar una última mano. En 1986, en una reunión científica en Japón que nada tenía que ver con nadie en Eindhoven, un investigador de NTT llamado Hiroo Kinoshita explicó que había proyectado imágenes con una luz muy corta reflejada en espejos multicapa. La lógica era simple. Una luz más corta imprime detalles más finos, y la industria trabajaba entonces con lámparas de mercurio a 436 nanómetros mientras Kinoshita bajaba hasta cerca de 11. El problema era que casi todo absorbe una luz tan corta, así que una máquina construida sobre ella tendría que funcionar en el vacío y solo con espejos. «Por desgracia, el público se mostró muy escéptico ante mi charla», dijo Kinoshita décadas después. En Estados Unidos, los revisores de una propuesta de Bell Labs escribieron que detalles tan finos «nunca harían falta», y Andrew Hawryluk, de Lawrence Livermore, presentó un artículo sobre la idea y regresó a casa, en sus palabras, «con el rabo entre las piernas», jurando no volver a mencionarla.
Andy Grove · Jos Benschop
EUV LLC, de 1997 a 2003La primera parte en mostrar paciencia de verdad fue estadounidense. En 1992, Andy Grove aprobó $200 millones del dinero de Intel para la EUV. Cuando se redujo el apoyo federal a los laboratorios nacionales, Intel y sus socios les comprometieron $250 millones en 1997, e Intel aceptó pagar todos los costos de investigación en EUV de esos laboratorios a través de un consorcio llamado EUV LLC. ASML contrató a Jos Benschop para poner en marcha su programa ese mismo año, formó un grupo de investigación europeo con Zeiss en 1998 y se unió al consorcio estadounidense en 1999. Canon y Nikon, que habían liderado las ventas mundiales de litografía a mediados de la década de 1990, se quedaron fuera. Las historias difieren sobre cómo: una dice que Washington bloqueó de hecho la participación de las empresas japonesas; otra, que Nikon declinó en medio de la polémica y a Canon la dejaron fuera. En cualquier caso, Intel abogó por los neerlandeses. ASML prometió una fábrica en Estados Unidos tan grande como la neerlandesa y un 55% de componentes estadounidenses, y al menos una historia minuciosa dice que nunca cumplió esas condiciones. Así que buena parte de lo que hoy se admira como el foso de ASML se lo entregaron un gobierno extranjero y un cliente que necesitaba con urgencia un proveedor. En 2001 cerró la compra de Silicon Valley Group, a la que una historia llama el último proveedor estadounidense de litografía, con Intel presionando a favor del trato, y así, diecisiete años después de abrir, ASML compró lo que había sido el negocio de litografía de Perkin-Elmer.
Ninguna lámpara produce esta luz, así que la máquina tiene que fabricar la suya. Un generador dispara gotas de estaño fundido, cada una de un tercio del ancho de un cabello humano, a través del vacío a setenta metros por segundo. Un pulso láser golpea una gota en pleno vuelo y la aplana como un panqueque; un pulso más fuerte vaporiza el panqueque y lo convierte en un plasma de unos 500,000 kelvin, según la cifra de ASML, y el plasma emite luz a 13.5 nanómetros. Entonces llega la siguiente gota, 50,000 veces por segundo. Cada espejo en el camino hacia la oblea refleja solo un 70%, de modo que después de una docena de ellos puede sobrevivir menos del 2% de la luz. Los iones de estaño obstruían la óptica hasta que los ingenieros añadieron hidrógeno para barrerlos. Zeiss fabrica esos espejos, y su propia ilustración es que uno de ellos, ampliado hasta el tamaño de Alemania, se desviaría de su forma prevista apenas 0.1 milímetros. La óptica había sido el problema más temido de todos. Una vez que Zeiss demostró que sabía fabricarlos, según el propio relato de ASML, los espejos dejaron pronto de figurar entre los asuntos críticos, y la atención de la empresa se desplazó hacia la fuente de luz.
Grant Willson
Conferencia magistral en SPIE, febrero de 2005Benschop había dicho una vez que la EUV estaría en producción en volumen en 2006. En 2006 produjo dos prototipos, uno para imec en Bélgica y otro para una facultad de nanoescala en Albany, y un año antes el escenario de las conferencias magistrales del principal congreso del sector se había vuelto por completo contra la idea. «Nadie imprimirá jamás una oblea con ánimo de lucro usando EUV», dijo Grant Willson, profesor de la Universidad de Texas y cofundador de Molecular Imprints, que desarrollaba una tecnología rival. DARPA puso fin a su programa de litografía ese mismo año, con mil millones de dólares y catorce años a cuestas. Los promotores de 2001 habían hablado de entre $15 millones y $20 millones por máquina. El primer sistema de preproducción se envió a un centro de investigación de Samsung en Corea del Sur en 2010 y alcanzó la primera luz en Nochebuena, y al año siguiente ASML ya informaba de un precio medio de venta de ese modelo de unos €40 millones. «Prácticamente nos crucificaron en SPIE», recordó Benschop, porque los clientes seguían cotejando la antigua hoja de ruta de la fuente con lo que la fuente realmente lograba. Cuando ASML acordó comprar a su proveedor de fuentes de luz, Cymer, en octubre de 2012, el comunicado mostró cómo estaban las cosas con sus propias cifras: hasta 11 vatios en las instalaciones de los clientes, que se traducían en unas siete obleas por hora.
Once vatios
Potencia de la fuente de EUV en vatios, frente a los 250 que exigía la producción en volumen.
Canon · Nikon
Las salidas, 2009 y 2011Es tentador llamar necios a quienes se retiraron, y no creo que lo fueran. Canon había apostado por la litografía de rayos X y dijo a finales de 2000 que lo dejaría. Nikon había apostado por la proyección de electrones y la abandonó en 2005, después de que Intel comprara $90 millones de sus bonos en parte para mantenerla comprometida con la EUV. Aun así, Nikon entregó en 2007 un equipo EUV al consorcio japonés Selete. En mayo de 2009, un analista de Nomura, al enterarse de que Nikon había puesto en pausa algunos de sus equipos EUV, escribió que «el monopolio virtual de ASML bien podría volverse real», y ese septiembre EE Times informó, citando fuentes del sector, de que los esfuerzos de Canon en EUV se desvanecían junto con su litografía de gama alta, algo que Canon rebatió en parte. Nikon abandonó los sistemas EUV en 2011, y en una presentación posterior para inversores citó «las enormes inversiones requeridas». Su informe anual de 2013 todavía decía que la EUV «no ha avanzado según lo previsto» y apuntaba en cambio a las obleas de 450 milímetros. Pon esa frase junto a los once vatios y busca al necio que hay en ella. Un consejo de administración sensato tira la toalla ahí. Creo que yo la habría tirado ahí, y habría escrito un memorando excelente explicando por qué.
Intel · TSMC · Samsung
Programa de coinversión con clientes, 2012Lo que mantuvo viva la apuesta fueron los clientes, y la estructura de ese rescate es la parte que un inversor debería estudiar. El 9 de julio de 2012, con equipos EUV en evaluación y ASML escasa de efectivo, la empresa anunció un programa que terminó con Intel, TSMC y Samsung quedándose con el 15, el 5 y el 3% de las acciones y comprometiéndose a financiar €1.38 mil millones de investigación durante cinco años. Pagaron €3.85 mil millones por acciones que en su mayoría carecían de derecho de voto, y ASML devolvió todo ese dinero a sus demás accionistas. Cymer siguió por €1.95 mil millones en el momento del anuncio, porque ASML dijo a la SEC que no creía que Cymer tuviera los recursos para terminar la fuente por sí sola, y en 2016 llegó el 24.9% de Carl Zeiss SMT por €1 mil millones. De los €829 millones de compromiso de investigación de Intel, €553 millones eran para obleas de 450 milímetros, la dirección hacia la que había apuntado Nikon. En noviembre de 2013, dieciséis meses después de anunciar el programa y tras la decisión de sus clientes, ASML puso en pausa ese trabajo, y el dinero se destinó a la EUV.
Los vatios llegaron tarde. Para 2016 ASML tenía 200 en el laboratorio, y en julio de 2017 pudo decir que había demostrado 250 con bastante constancia, el nivel que equivalía a 125 obleas por hora, mientras uno de sus ejecutivos bromeaba con que, cuando él trabajaba en Cymer, la meta siempre era el año que viene. En 2019 llegó al público lo que ASML considera el primer producto comercial con EUV, el Galaxy Note10 de Samsung, y en un taller de ese año Benschop sacó su teléfono. «Una vez dije con ingenuidad que la EUV estaría en producción en volumen en 2006», recordó haberle dicho a la sala, con trece años de retraso según su propia cuenta, y entonces lo agitó ante los presentes. Cuando más tarde le pidieron resumir todo aquello, se rio. «Podría decirse que fuimos brillantes o simplemente tercos». Chris Miller, autor del libro de referencia sobre todo esto, da nombre a esa cualidad: «una terca disposición a invertir», y creo que tiene razón. El informe anual de ASML de 2025 la describe como la única fabricante de sistemas EUV del mundo, y reconoció ingresos por 48 de ellos ese año, aunque Reuters había informado en diciembre de 2025 de que un prototipo en un laboratorio de Shenzhen generaba luz EUV y «aún no ha producido chips funcionales».
Creo que la frase de Benschop es lo más honesto que se ha dicho jamás sobre la empresa, porque se niega a elegir. IBM y NTT también evaluaron en serio la litografía de rayos X antes de abandonarla por unas máscaras que no lograron hacer funcionar, y esa paciencia se recuerda como desperdicio. Ya he escrito antes sobre los aviones que volvieron, y este es uno de ellos: un sobreviviente cuyos agujeros de bala leemos ahora como carácter. Lo mejor que puedo ofrecer son dos pruebas, para tomar con reservas. La terquedad de ASML fue acotada. Siguió mejorando las máquinas de ultravioleta profundo que pagaban las facturas, entregó su primer sistema de inmersión en 2003 y abandonó lo que los clientes dejaron de querer. Y quienes tendrían que comprar la cosa pusieron dinero mientras la cifra marcaba once. Ni siquiera eso sale limpio, porque el cliente que creyó durante más tiempo fue el que menos cosechó. Intel hizo su primera apuesta en 1992 y, tras tropezar en sus propias fábricas, no empezó a usar la EUV hasta 2023.
Lo que nos deja con el hombre de la conferencia magistral. Canon compró en 2014 Molecular Imprints, la empresa que Grant Willson había cofundado, y la nanoimpresión se convirtió en su vía de regreso hacia la vanguardia de la fabricación de chips, mientras que el plan de gestión de Nikon de 2022 incluía los componentes relacionados con la EUV entre sus motores de crecimiento: piezas para la máquina de la que se había alejado. En septiembre de 2024, Canon realizó lo que se informó como su primera venta oficial de un equipo de nanoimpresión, diez años después de la compra, a un instituto de investigación en Texas. Diez años después de su propia apuesta, ASML tenía dos prototipos en campo y le habían dicho desde un escenario que nadie imprimiría jamás una oblea con ánimo de lucro. Me encantaría decirte que una de estas es paciencia y la otra terquedad. Esa es la clase de frase que solo se puede escribir después.
Notas
- La fundación de ASML, los cuarenta y siete ingenieros, Perkin-Elmer, la PAS 2000 y los cobertizos provienen de Jorijn van Duijn, «ASML's founding story», ASML, 3 de abril de 2024, y de la cronología histórica en línea de ASML, que también recoge el cobertizo con goteras de Eindhoven, el traslado a Veldhoven en 1985, el inicio de la alianza con Zeiss y los hechos de 1988.
- La charla de Kinoshita de 1986 y la acogida que tuvo Hawryluk se cuentan en Sander Hofman, «Making EUV: from lab to fab», ASML, 30 de marzo de 2022, y en Photonics Focus de SPIE, mayo/junio de 2023. Las fuentes discrepan sobre la sociedad que acogió la charla. La cifra de 11 nanómetros proviene de Rachel Courtland, IEEE Spectrum, 31 de octubre de 2016.
- La revisión de Bell Labs, los $200 millones de Grove, el compromiso de 1997, el bloqueo a las empresas japonesas, las condiciones de ASML de 1999, el cabildeo a favor de SVG, la descripción de SVG como el último proveedor estadounidense y los trabajos de IBM y NTT con rayos X provienen de John VerWey, Tracing the Emergence of Extreme Ultraviolet Lithography, CSET, julio de 2024. Que Nikon declinó, que a Canon se lo impidieron y que ASML nunca cumplió sus condiciones lo recoge Brian Potter, «How ASML Got EUV», Construction Physics, 20 de noviembre de 2025, que además nombra a Ultratech Stepper como otro licenciatario estadounidense. La venta de la división de litografía de Perkin-Elmer a SVG en 1990 proviene de la historia de ASML sobre Wilton, 2023.
- La velocidad de las gotas, la frecuencia y la temperatura del plasma provienen del texto de ASML «The hottest thing about ASML machines». En otro lugar, ASML describe el plasma como 40 veces más caliente que la superficie del Sol, algo que no cuadra con esa cifra, así que he usado una sola. El tamaño de las gotas y el hidrógeno provienen de MIT Technology Review, 27 de octubre de 2021; la reflectividad de los espejos, de IEEE Spectrum, 2016; la comparación con Alemania, de Simon Bihr, Carl Zeiss SMT, presentación en el taller EUVL de 2022.
- La frase de Grant Willson proviene de «EUV litho headed for failure, say SPIE keynoters», EE Times, 1 de marzo de 2005. La salida de DARPA y las conversaciones sobre el precio de 2001 provienen del informe de CSET; la primera luz, de «Making EUV». ASML cifró el precio medio de venta del NXE:3100 en €42 millones en sus resultados del segundo trimestre de 2011 y en €40 millones por sistema en los del tercer trimestre, ambos presentados ante la SEC. La cifra más alta de CSET, $120 millones, no pudo rastrearse hasta la fuente que cita.
- Los 11 vatios, las siete obleas por hora y las condiciones del acuerdo de 2012 por Cymer provienen del comunicado de ASML del 17 de octubre de 2012, presentado ante la SEC. La cifra de laboratorio de 30 vatios proviene del mismo comunicado, la de 200 vatios, de IEEE Spectrum, 2016, y el informe de los 250 vatios, de EE Times Asia, 18 de julio de 2017.
- Canon y Nikon: CSET; John Walko, «Nikon said to be delaying EUV lithography development», EE Times/EDN, 15 de mayo de 2009; Mark LaPedus, «Canon struggles in litho as tool prices soar», EE Times, 18 de septiembre de 2009; Nikon, Annual Report 2013; Nikon, presentación del IR Day 2022, página 47. Canon negó haber abandonado la litografía de 193 nanómetros.
- El programa de coinversión proviene de los comunicados de ASML del 5 de agosto y el 17 de octubre de 2012, de un 6-K posterior y de los informes 20-F de 2012, 2013 y 2016, que también recogen la pausa de los 450 milímetros, el compromiso de Intel y la opinión de ASML sobre los recursos de Cymer. La participación en Zeiss proviene del comunicado conjunto del 3 de noviembre de 2016.
- Las observaciones de Benschop y el relato sobre la óptica provienen de «Making EUV». Las cifras de 2025 provienen del Formulario 20-F de ASML presentado el 25 de febrero de 2026. El prototipo de Shenzhen proviene de Reuters, «How China built its “Manhattan Project” to rival the West in AI chips», 17 de diciembre de 2025, leído tal como lo republicó The Standard de Hong Kong. Miller es citado en MIT Technology Review, 1 de abril de 2024. El inicio de Intel en 2023 proviene de CSET.
- La adquisición de Canon en 2014 y su primera venta oficial provienen de «Canon finds first customer for nanoimprint tool», Bits&Chips, 30 de septiembre de 2024.