China continúa avanzando en su objetivo de reducir la dependencia extranjera dentro de su industria de semiconductores, y esta vez el protagonista es el cuarzo. Y es que, además de las máquinas de litografía, se requiere el cuarzo de alta pureza (HPQ) para fabricar las obleas. Es por ello que ahora la noticia es que la compañía nacional Jiangsu Pacific Quartz ha conseguido que productos fabricados a partir de su propio cuarzo sean certificados para su utilización en la producción de memoria DRAM sobre obleas de 300 mm. Esto permite cubrir a nivel local otra pequeña pero importante pieza de la cadena de fabricación de chips.

Esta compañía china suministra consumibles de cuarzo de alta pureza a fabricantes internacionales desde el año 2019-2020. Entre estos productos encontramos tubos LPCVD, soportes para obleas, placas, lingotes y tubos de cuarzo empleados dentro de los equipos de fabricación. La novedad es que ahora este material producido desde cuarzo chino también ha superado las pruebas de un importante fabricante chino de DRAM, y sí, todo apunta a que estamos hablando de CXMT.

China ya puede utilizar su propio cuarzo para fabricar memoria DRAM

El cuarzo utilizado dentro de numerosos equipos de fabricación de semiconductores necesita unos niveles de pureza extremadamente elevados. Los consumibles destinados a estas máquinas suelen moverse aproximadamente entre 4N5 y 5N, es decir, entre un 99,995% y un 99,999% de SiO₂. Jiangsu Pacific Quartz ya ha demostrado poder alcanzar esta calidad de forma suficientemente consistente como para que sus productos sean utilizados por algunos de los mayores proveedores mundiales de maquinaria para la industria semiconductor.

El siguiente paso ha sido superar el proceso de homologación de un fabricante chino de DRAM para utilizar material producido a partir de su propio cuarzo de alta pureza en líneas de obleas de 300 mm. Esto resulta especialmente relevante porque permite crear una cadena de suministro prácticamente doméstica. Es decir, Pacific Quartz extrae y purifica su propia arena de cuarzo, la convierte posteriormente en material apto para fabricar los tubos de cuarzo. y estos componentes pueden terminar directamente dentro de una fábrica china de memoria DRAM.

Estos tubos también son mucho más críticos de lo que podría parecer. Durante los procesos térmicos trabajan directamente alrededor de las obleas de silicio y cualquier contaminación puede migrar hacia ellas, modificar las características eléctricas de los transistores, generar defectos y terminar reduciendo el rendimiento de producción de toda la fábrica. Por ello, superar la certificación implica que el cuarzo chino ya cumple unos requisitos suficientemente estrictos para participar directamente en procesos avanzados de fabricación de memoria.

El gran problema sigue presente: la fabricación de las obleas de silicio

Pese al avance, queda una diferencia fundamental entre fabricar componentes de cuarzo para equipos semiconductor y producir los crisoles utilizados para crear los lingotes de silicio. Estos posteriormente se cortan para las obleas. Estos crisoles contienen silicio fundido durante el crecimiento del cristal y necesitan un cuarzo todavía más controlado, normalmente por encima del 99,999% de SiO₂, pero con límites extraordinariamente estrictos para contaminantes individuales.

Aquí continúa la enorme dependencia de una región estadounidense, Spruce Pine, situada en Carolina del Norte. Es en esta región donde operan Sibelco y The Quartz Corp., capaces de suministrar en grandes cantidades el cuarzo ultrapuro necesario para estos crisoles. Russian Quartz LLC también puede producir este material, aunque en volúmenes mucho más modestos. Es por ello que Spruce Pine continúa ejerciendo en la práctica una posición dominante dentro de uno de los materiales más críticos para la fabricación mundial de obleas semiconductor.

El problema para China es que Pacific Quartz todavía no puede producir crisoles con la calidad necesaria para crecer lingotes destinados a obleas de silicio con purezas de entre 9N y 11N. Por tanto, China ha conseguido nacionalizar otra parte de la cadena de producción de semiconductores y DRAM, pero todavía depende del suministro extranjero en uno de los primeros y más fundamentales pasos del proceso: fabricar la propia oblea sobre la que después se construirá el chip.