Fabricación en masa y validación de 1,8 nanómetros: Intel concluye el programa RAMP-C para la producción de chips avanzados

Un ciclo de casi cinco años de desarrollo técnico y pruebas de laboratorio culminó oficialmente para Intel Foundry al dar por completado el programa RAMP-C (Rapid Assured Microelectronics Prototypes – Commercial), iniciado en septiembre de 2021 junto al Departamento de Defensa de los Estados Unidos. La conclusión de esta iniciativa valida la infraestructura de diseño, propiedad intelectual y fabricación en masa de su nodo de proceso Intel 18A (equivalente a 1,8 nanómetros), una litografía avanzada que servirá como base técnica para la producción de microcircuitos de alta densidad destinados tanto a la industria comercial de cómputo como a sistemas críticos gubernamentales.

Para el sector tecnológico en Colombia y el resto de Latinoamérica, es común ver que la dependencia de un puñado de fundiciones concentradas geográficamente en Asia genere retrasos recurrentes en la importación de servidores, vehículos y dispositivos de consumo cuando ocurren tensiones geopolíticas o problemas logísticos. La consolidación de nuevos polos de producción a gran escala en el continente americano puede ser una opción interesante para las cadenas de abastecimiento de la región, ya que podría representar un punto medio más estable y cercano para amortiguar la escasez de componentes informáticos de última generación.

Fases de desarrollo técnico y maduración del ecosistema Intel 18A

El trayecto operativo de RAMP-C se estructuró a lo largo de tres etapas progresivas que permitieron a clientes comerciales y desarrolladores de la base industrial de defensa someter a prueba sus diseños en las obleas de silicio de la compañía norteamericana:

• Construcción de cimientos: Desarrollo de las herramientas de diseño asistido por computadora (EDA), bloques de propiedad intelectual (IP) y kits de diseño de proceso (PDK) necesarios para preparar las primeras cintas de prueba (tapeouts) en el nodo 18A.
• Integración y expansión: Incorporación de socios comerciales pioneros y ampliación del ecosistema de software para garantizar la compatibilidad de los circuitos integrados con los estándares de la industria.
• Prototipado avanzado y fabricación: Soporte técnico para la producción, empaquetado y prueba física de chips prototipo funcionales, demostrando la capacidad de escalar la producción a altos volúmenes de obleas.

Sobre los resultados del programa, Eric Makara, director de proyectos de microelectrónica de la oficina del Subsecretario de Guerra para Investigación e Ingeniería de EE. UU., confirmó que la colaboración permitió establecer una infraestructura de diseño y fabricación en territorio norteamericano para proveer circuitos integrados confiables y de vanguardia.

Innovaciones arquitectónicas: transistores RibbonFET y red de energía PowerVia

La relevancia técnica de la plataforma Intel 18A radica en la introducción simultánea de dos innovaciones mecánicas y eléctricas a nivel de silicio que buscan superar las limitaciones de densidad de los transistores tradicionales FinFET. La primera es RibbonFET, una arquitectura de puerta completa (Gate-All-Around o GAA) que reemplaza las aletas verticales del transistor por nanocintas superpuestas, permitiendo que la corriente fluya rodeada completamente por la puerta lógica para reducir las fugas de energía y acelerar los tiempos de conmutación.

La segunda innovación es PowerVia, un sistema de alimentación trasera que separa la entrega de energía de los caminos de señal de datos. En los chips convencionales, los cables de alimentación y las líneas de comunicación comparten la parte superior del silicio, lo que genera interferencias y congestión. Al trasladar la red eléctrica a la parte posterior del chip, se optimiza la conductividad, se reducen los requerimientos de área física y se mejora la eficiencia de rendimiento por vatio, una métrica crítica para centros de datos de inteligencia artificial y dispositivos con restricciones estrictas de peso y consumo energético.

Transición hacia el programa Secure Enclave y empaquetado SHIP

Los avances consolidados mediante el programa RAMP-C servirán como cimiento para la expansión del proyecto Secure Enclave, un esquema que busca garantizar el suministro masivo y seguro de microchips para aplicaciones gubernamentales y comerciales de alta sensibilidad.

Esta iniciativa se suma a los desarrollos obtenidos previamente en el programa de empaquetado heterogéneo avanzado SHIP (State-of-the-art Heterogeneous Integrated Packaging), el cual permite combinar múltiples bloques de silicio (chiplets) fabricados con diferentes procesos litográficos dentro de un mismo encapsulado. La integración de estas tecnologías ofrece a las empresas de desarrollo de hardware una vía repetible para trasladar sus conceptos desde la fase de prototipo en laboratorio hasta la producción industrial en serie, utilizando líneas de ensamblaje dentro del mismo hemisferio.