El punto decisivo oculto de la litografía de 2 nm: Samyang Corp redefine el tablero con materiales de agua ultrapura

A medida que la competencia en los procesos de fabricación de semiconductores de alta densidad evoluciona más allá de los 3 nm hacia la generación de 2 nm, la importancia de las variables de proceso que definen cada transistor dentro del chip se ha vuelto extrema. Uno de los factores que ejercen una influencia decisiva en este trabajo de gran precisión es el «agua ultrapura» (Ultrapure Water). El agua ultrapura, con un contenido de iones cercano al 0%, es un material indispensable en los procesos de limpieza de semiconductores, y la tecnología clave para producirla son las «resinas de intercambio iónico».

Samyang ha presentado, en sintonía con la tendencia hacia estos procesos ultramicro, las especificaciones técnicas de su línea de resinas de intercambio iónico para la producción de agua ultrapura, denominada «TRILITE», así como su estrategia para abordar los procesos de 2 nm. Esta presentación va más allá de una simple promoción de productos y resulta digna de atención por su relevancia para la localización de materiales semiconductores y la obtención de competitividad dentro de las cadenas de suministro globales.

Requisitos técnicos del agua ultrapura que define los procesos ultramicro

Cuanto más se reducen las dimensiones de los procesos semiconductores, más catastrófico resulta el impacto de cantidades mínimas de impurezas presentes en el agua sobre el rendimiento y la confiabilidad del chip. En particular, en procesos ultramicro como los de 2 nm, los estándares de control de ciertas impurezas, como el boro, se vuelven extremadamente rigurosos. Dado que el boro puede emplearse como dopante y afectar directamente el rendimiento del semiconductor, se requiere un control tan preciso que debe mantenerse por debajo de 1 ppt (una parte por billón) ¹, ².

El proceso de producción de esta agua ultrapura se divide, en términos generales, en las etapas de pretratamiento, producción de agua pura y producción de agua ultrapura. En la última etapa, correspondiente al sistema de pulido, se utilizan resinas de intercambio iónico optimizadas según el grado de pureza requerido, lo que constituye una variable clave que determina la calidad del proceso semiconductor ².

![Image: High-purity semiconductor manufacturing facility cleanroom with water purification piping system]

Especificaciones técnicas y elementos diferenciadores de la línea «TRILITE» de Samyang

La resina de intercambio iónico «TRILITE» para agua ultrapura, presentada por Samyang, es una línea de productos optimizados para los procesos de producción de agua ultrapura destinada a semiconductores y pantallas. Esta línea destaca por garantizar una alta uniformidad física, con un coeficiente de uniformidad igual o inferior a 1,1, así como un grado de conversión iónica del 99,9% o más para H⁺ y del 97,0% o más para OH⁻ ¹, ². Gracias a estas características, es posible mantener una elevada capacidad de intercambio operativo incluso a velocidades de flujo rápidas, lo que permite una producción eficiente de agua ultrapura ².

La línea cuenta con una oferta segmentada según el uso previsto y el grado de pureza exigido. El modelo «UPRM100U», destinado a usos eléctricos y electrónicos generales, aplica un criterio de resistividad de 17,0 MΩ·cm o superior; el «UPRM300U», para pantallas y semiconductores, exige una resistividad de 18,2 MΩ·cm o más y un control del TOC (carbono orgánico total) por debajo de 1 ppb. La gama de máxima categoría para semiconductores, «UPRM400U», suma a estos estándares un control estricto de las impurezas metálicas, lo que posibilita el control de iones ultramicro y de materia orgánica ².

Como carta clave para afrontar los procesos de 2 nm, destaca el modelo «CLR-B3UP». Se trata de una resina exclusiva para la eliminación de boro, con una capacidad total de intercambio de al menos 0,9 eq/L y una capacidad de intercambio de boro de al menos 0,4 eq/L. Esta resina específica está diseñada para controlar eficazmente las impurezas de boro, contribuyendo así a prolongar la vida útil del sistema de pulido y a mejorar el rendimiento del proceso ².

![Image: Close-up of high-performance ion exchange resin beads with semiconductor wafer background]

La base tecnológica de la «resina de intercambio iónico uniforme» construida con 50 años de experiencia

La capacidad tecnológica de Samyang en materiales de agua ultrapura es fruto de una larga historia que comenzó en 1976, cuando inició por primera vez en Corea del Sur la producción de resinas de intercambio iónico. La empresa logró en 2011 desarrollar con éxito resinas de intercambio iónico para agua ultrapura, sentando las bases para la localización de materiales en el país, lo que ha conducido recientemente a la comercialización de productos para semiconductores ¹.

La base física que ha hecho posible este progreso técnico es la planta de resinas de intercambio iónico situada en Gunsan, con una capacidad de 20 000 toneladas anuales. Esta instalación, la de mayor envergadura de Asia, constituye la infraestructura esencial que permite la producción a gran escala de resinas de intercambio iónico «uniformes», un proceso de elevada complejidad; se sabe que en todo el mundo solo cuatro empresas son capaces de fabricar productos uniformes en el mercado global de resinas de intercambio iónico ¹.

Según los estudios de mercado, el mercado global de resinas de intercambio iónico ronda los 2 billones de wones coreanos y registra un crecimiento medio anual del 4-5%. En particular, se pronostica que el mercado nacional de agua ultrapura se expandirá hasta alcanzar aproximadamente 1,5 billones de wones coreanos en 2026, lo que sugiere que se abre una oportunidad para sustituir con tecnología nacional un mercado en el que hasta ahora la dependencia de proveedores estadounidenses y japoneses era muy elevada ¹.

![Image: Large-scale industrial resin production plant exterior in Gunsan]

Ecosistema de colaboración y jugada estratégica para la localización tecnológica

Samyang ha firmado un memorando de entendimiento (MOU) con Hansung Cleantech para establecer un marco de cooperación orientado a localizar la tecnología de producción de agua ultrapura. En este esquema, Samyang suministra las resinas de intercambio iónico «TRILITE», mientras que Hansung Cleantech se encarga del diseño y la instalación de los equipos ¹.

Esta alianza entre una empresa de materiales y otra de equipamiento se interpreta como una estrategia que trasciende el rendimiento del material por sí solo y acelera la «localización del sistema completo de producción de agua ultrapura», operativo en condiciones reales de campo. En el contexto de la economía circular global y de la corriente de localización de materiales, componentes y equipamiento (materiales, piezas y equipos), constituye parte del movimiento de las empresas surcoreanas para hacerse con el liderazgo en tecnologías clave, más allá de la mera fabricación ¹.

En consecuencia, la presentación de los materiales de agua ultrapura de Samyang puede considerarse un hito importante que, además de ofrecer una solución material a las exigencias técnicas del proceso semiconductor de 2 nm, eleva un peldaño la estabilidad de la cadena de suministro y el grado de autosuficiencia tecnológica de la industria surcoreana de semiconductores.