La fabricación de chips dejó de ser monopolio exclusivo de TSMC, Intel o Samsung. InchFab, una empresa fundada por egresados del MIT, vende cuartos limpios del tamaño de un contenedor de carga capaces de replicar los procesos de una fab convencional sobre obleas de hasta cuatro pulgadas. El precio: entre USD 5 millones y USD 15 millones, comparado con los 15.000 a 25.000 millones de dólares que cuesta una planta tradicional de 12 pulgadas. Su CEO y cofundador Mitchel Hsing explicó a IEEE Spectrum cómo nació el proyecto y por qué la mayoría de sus clientes son países que quieren formar fuerza laboral antes de levantar plantas grandes.

¿De dónde salió la idea de InchFab?

Hsing relata que el proyecto nació de la frustración de no poder fabricar prototipos en el MIT.

"Realmente vino de los problemas que tuvimos al intentar fabricar chips en el MIT. El MIT es uno de los mejores lugares del mundo para la investigación de microfabricación, y todavía usábamos equipos de los años ochenta que necesitaban un disquete para funcionar", dijo Hsing.

En el grupo de Martin Schmidt, donde Hsing era estudiante de doctorado, evaluaron cómo bajar la barrera de entrada a la microfabricación. La respuesta fue escalar hacia abajo el equipamiento estándar. Sus cofundadores y él analizaron qué cambia físicamente cuando se pasa de una cámara de plasma del tamaño de un tambor de petróleo de 50 galones a una del tamaño de una botella de un litro.

¿Por qué obleas tan pequeñas?

El nombre original del proyecto era One Inch Fab. La elección no fue arbitraria.

"El campo de visión de un stepper, una herramienta común de fotolitografía, es de aproximadamente una pulgada por una pulgada", dijo Hsing.

El equipo inicial enfrentó un obstáculo práctico: las obleas de una pulgada no se venden comercialmente. Hubo que cortarlas a medida, con todos los problemas asociados. Por eso InchFab subió rápido a dos pulgadas y hoy trabaja con obleas de cuatro pulgadas (aproximadamente 100 milímetros).

La física no cambia por el tamaño del sustrato sino por el de la cámara de plasma. La capa protectora llamada sheath depende de la superficie del recipiente, y al achicar la cámara la superficie se vuelve dominante sobre el volumen.

¿Qué procesos puede correr una fab-en-caja?

La lista es prácticamente la misma que cualquier fab del mundo, según Hsing: litografía, metrología, grabado seco, deposición química asistida por plasma (PECVD), deposición por capa atómica (ALD) y procesos húmedos. La limitación principal es la litografía.

InchFab puede producir tamaños de característica de medio micrón en volúmenes razonables y bajar incluso a decenas de nanómetros, pero a costa de tiempos de escritura mucho más lentos al recurrir a litografía por haz de electrones o por imprint.

¿No pierde economía de escala con obleas chicas?

La crítica clásica es que las obleas grandes producen más chips por unidad. Hsing responde que el argumento solo funciona si la fab realmente puede correr 10.000 obleas por mes.

"Hay que producir en un tamaño de oblea y un throughput de fab que coincida con los mercados que estás atendiendo. Eso es lo que finalmente dicta el precio por chip. Es la eficiencia de capital y la utilización de la fab. Esas dos cosas tienen que coincidir, no el tamaño de la oblea", dijo Hsing.

Después de siete años operativos, InchFab afirma que en muchos casos su precio por chip compite con foundries de ocho pulgadas.

¿Quiénes compran fabs portátiles?

Los segmentos principales son industrial, sensores, biomédica, aeroespacial y defensa. La empresa también está entrando en semiconductores compuestos, electrónica de potencia, RF de alta frecuencia, fotónica y aplicaciones cuánticas. El criterio común: procesos a medida o volúmenes bajos donde una fab tradicional no es viable.

Pero la novedad más relevante para Latinoamérica es otra. Una porción grande del negocio actual es desarrollo de fuerza laboral.

"Hoy en día prácticamente todos los países del mundo quieren tener algún tipo de capacidad doméstica de fabricación de semiconductores. Y no hay mejor manera, ni más barata, de empezar que con algo como InchFab", dijo Hsing.

Muchos gobiernos planean construir fabs de 8 o 12 pulgadas que tardan cinco años en levantarse. Una InchFab les permite arrancar con la formación desde el primer año, en lugar de esperar a tener obreros listos para una planta vacía. La empresa vende sus equipos junto a un curso de formación basado en las clases que el propio Hsing tomó en el MIT, con la diferencia de que los estudiantes calibran las recetas, cometen los errores y aprenden con la herramienta real.

¿Tiene sentido para Chile o Latinoamérica?

El modelo es especialmente atractivo en regiones con capacidad universitaria pero sin industria local de silicio. En Chile, instituciones como la Universidad de Chile, la Pontificia Universidad Católica y la USACH dictan cursos de microelectrónica pero los alumnos egresan sin haber tocado un proceso de fabricación real. Una InchFab universitaria, financiada vía CORFO o ANID, costaría aproximadamente lo que un edificio nuevo y formaría una década de ingenieros operativos.

A nivel regional, Brasil ya opera el CTI Renato Archer con capacidad de fabricación limitada en Campinas, y México estudia replicar el modelo en su corredor industrial del norte. InchFab podría acelerar ese tipo de iniciativas en una fracción del tiempo y costo de una planta convencional.

¿Qué viene en los próximos cinco años?

Hsing apunta a democratizar la microfabricación al punto de que cualquier persona con una idea pueda fabricar.

"Lo que está limitando la innovación a microescala hoy es el acceso a capacidades de microfabricación. Te garantizo que si le das esas capacidades a la gente, van a descubrir cosas que nadie pensó antes", dijo Hsing.

Para los países que llevan años hablando de soberanía tecnológica sin pasar de los discursos, InchFab plantea una alternativa concreta: empezar chico, formar gente, y dejar que el ecosistema crezca desde abajo.