Desarrollo de semiconductores avanzados por parte de Huawei: transición a nodos de 5 nm y 3 nm sin litografía EUV

1. Introducción

Desde el año 2019, Huawei Technologies ha enfrentado sanciones severas por parte del gobierno de los Estados Unidos, limitando su acceso a tecnología clave para la fabricación de semiconductores, particularmente en nodos avanzados sub-10 nm. La litografía EUV, monopolizada por ASML (Países Bajos), es inaccesible para Huawei debido a estas restricciones. Sin embargo, la compañía ha continuado sus esfuerzos mediante el desarrollo de rutas tecnológicas nacionales que le permiten continuar avanzando en el diseño y producción de SoCs.

2. Desarrollo del chip Kirin X90 (5 nm)

En mayo de 2025, Huawei lanzó la computadora Hongmeng equipada con el chip Kirin X90, desarrollado en un nodo equivalente a 5 nm mediante técnicas sin litografía EUV. Este procesador fue diseñado para funcionar de manera nativa con Hongmeng OS, ofreciendo integración vertical completa entre hardware y sistema operativo.

2.1 Proceso de fabricación

Huawei, en colaboración con SMIC (Semiconductor Manufacturing International Corporation), implementó un proceso alternativo denominado N+2, basado en litografía DUV (Deep Ultraviolet) mediante multipatrón (multi-patterning). Aunque el nodo N+2 es funcionalmente equivalente a los 7 nm de TSMC, Huawei logra aproximarse a 5 nm mediante las siguientes estrategias:

• Litografía DUV con múltiples exposiciones, usando las máquinas SSA800 desarrolladas por Shanghai Micro Electronics Equipment (SMEE).

• Grabado atómico preciso, provisto por China Micro, con una eficiencia del 115% respecto a los estándares internacionales.

• Inspección y metrología nanométrica, a cargo de North Huachuang, mediante sistemas de haz de electrones.

2.2 Chiplets y empaquetado avanzado

Huawei aplica un diseño basado en chiplets y utiliza tecnología de empaquetado 3D proporcionada por Changdian Technology, la cual simula una arquitectura de 4 nm en términos de rendimiento térmico y eficiencia energética.

3. Planes hacia la tecnología de 3 nm

3.1 Fase de investigación y diseño

Huawei ha comenzado oficialmente la fase de investigación y desarrollo (I+D) de procesadores en nodo de 3 nm, con dos vías simultáneas:

1. Arquitectura Gate-All-Around (GAA): una evolución de la tecnología FinFET, donde el canal del transistor es rodeado completamente por las puertas, mejorando el control eléctrico y reduciendo fugas de corriente. Samsung ya la utiliza en su nodo de 3 nm.

2. Nanotubos de carbono (CNT-FETs): un enfoque disruptivo que reemplaza los transistores tradicionales de silicio por estructuras hechas de carbono. Huawei ya completó la validación de laboratorio de estos chips y actualmente trabaja en su adaptación a las líneas de producción de SMIC.

3.2 Cronograma de implementación

Según informes internos y del medio United Daily News (UDN), Huawei proyecta:

• 2025 (Q4): Finalización de diseño en nodo de 3 nm usando GAA.

• 2026 (Q3): Inicio de producción piloto y pruebas de validación industrial.

• 2026 (Q4): Posible inicio de producción en volúmenes moderados si la tasa de rendimiento lo permite.

4. Implicaciones geopolíticas y tecnológicas

El avance de Huawei se produce en un entorno geopolítico tenso, en el que Estados Unidos continúa imponiendo restricciones a la exportación de tecnología clave (equipos de litografía, herramientas de diseño, licencias de ARM, etc.). En respuesta, China ha intensificado su inversión en autosuficiencia tecnológica, y Huawei es el principal referente de esta estrategia.

• La independencia de EUV representa una ruptura con el modelo tradicional occidental de desarrollo de chips.

• La adopción de materiales bidimensionales (como los nanotubos de carbono) posiciona a China en la vanguardia de la investigación de nueva generación de transistores.

5. Conclusión

Huawei ha demostrado que es técnicamente viable avanzar en nodos sub-7 nm sin recurrir a la tecnología EUV, aunque con sacrificios en la tasa de rendimiento y mediante una integración altamente optimizada de su ecosistema tecnológico nacional. El desarrollo de chips de 3 nm, tanto por la vía de GAA como por nanotubos de carbono, podría redefinir las reglas del juego si alcanza producción funcional en 2026.

Este proceso no solo representa un hito técnico, sino también una declaración política y estratégica: China puede continuar avanzando tecnológicamente pese a las barreras globales. El caso de Huawei será clave para estudiar el futuro de la industria global de semiconductores y su fragmentación.

Referencias

1. United Daily News (UDN) – Informe sobre I+D de chips 3 nm en Huawei, mayo 2025.

2. Economic Daily China – Avances en nanotubos de carbono para fabricación de semiconductores, abril 2025.

3. TechInsights – Reverse engineering de chips Kirin con nodo N+2, enero 2025.

4. Shanghai Micro Electronics – Documentación técnica de SSA800 para litografía multipatrón.

5. China Micro – Informe de rendimiento de grabado nanométrico 2024.

6. North Huachuang – Publicación interna sobre inspección con haz de electrones.

7. Huawei Internal Leak – Documentación filtrada sobre planificación de chips GAA (no verificada).

Fuente.