La industria de los semiconductores y las máquinas-herramienta

Mazak -empresa japonesa representada en España por Intermaher- contribuye al avance de los semiconductores y otras tecnologías vanguardistas y a la implantación de una sociedad próspera a través del suministro de máquinas-herramienta de alta calidad y alta eficiencia. Los productos Mazak se utilizan de manera eficiente para mejorar no sólo la eficacia en el mecanizado de las máquinas individuales, sino también la del proceso productivo en su conjunto, a través de la transformación de la planta en una fábrica inteligente.

Desde bombillas LED hasta supercomputadoras: los semiconductores, tan pequeños que se pueden colocar en la punta de un dedo, se utilizan en productos industriales de un amplio espectro. Respaldados por el crecimiento de la demanda a escala mundial, el tamaño del mercado de semiconductores alcanzó los 400.000 millones de dólares en 2017 y se espera que continúe aumentando de manera constante en 2018 y años posteriores.

Roles de los semiconductores
El crecimiento de la demanda de semiconductores se ve respaldado por la evolución de los smartphones y otros dispositivos digitales, así como por la mayor capacidad de los data centers en respuesta al aumento en el tráfico y el rendimiento de la comunicación de la información.
Además, gracias al desarrollo de las tecnologías IoT en los últimos años, una amplia gama de productos -como equipos de transporte, electrónica de consumo y robots industriales- se han vuelto altamente funcionales y han comenzado a conectarse a Internet, lo que ha elevado la demanda de semiconductores a un nivel sin precedentes.
Las funciones de los semiconductores incluyen computación, almacenamiento, control y conversión, que son esenciales para el control flexible de productos industriales y sistemas de infraestructura de gran alcance. En la industria del automóvil, que está haciendo un progreso significativo en la introducción de vehículos híbridos y eléctricos, los semiconductores son indispensables para el control del motor y de la batería, los sistemas de apoyo para una conducción segura y otras funciones.
Los semiconductores también están estrechamente relacionados con la implantación de varios sistemas de infraestructura, ya que se utilizan para el funcionamiento eficaz de sistemas de transporte público y sistemas de generación de energía, por ejemplo. Si bien el papel que puede desempeñar cada semiconductor es limitado, se combinan y coordinan múltiples tipos de semiconductores con velocidad y precisión mejoradas para ofrecer diversas funciones en smartphones y otros dispositivos innovadores. Desempeñan el papel fundamental, al funcionar como el sistema nervioso en una variedad infinita de productos, tanto industriales como de consumo.

Proceso de fabricación de semiconductores
Decenas de millones de circuitos extremadamente pequeños están escritos en un solo chip semiconductor cuadrado de 1 x 1 cm. Como la cantidad de circuitos que se pueden escribir en un área de la unidad se está acercando a su límite, los fabricantes de semiconductores están trabajando para obtener chips 3D (multicapa). Una memoria flash NAND 3D (dispositivo de almacenamiento) más avanzada de menos de 10 μm de grosor contiene una estructura de 64 capas, y algunos expertos afirman que la estructura tendrá más de 100 capas en el futuro.
Para fabricar en serie tales semiconductores ultrafinos a bajo coste, el proceso de fabricación de semiconductores se segmenta en hasta 500 fases y se lleva a cabo en una línea automatizada con máquinas especializadas para cada fase.
El proceso de fabricación consta de aproximadamente cinco etapas, que tienen lugar en este orden: (1) corte de oblea de silicio en discos; (2) formación de un patrón de circuito (3); corte en chips (4); unión de cables, y (5) envasado. En primer lugar, se corta un lingote de silicio en discos para producir obleas y luego se transfiere un patrón de circuito con una fotomáscara basada en el principio de fotograbado.
Se producen aproximadamente 500 chips a la vez en la superficie de una oblea, que se corta con una cuchilla de diamante. Los chips fabricados de esta manera se conectan luego con alambres metálicos y se sellan con moldeo para mejorar la durabilidad y finalmente completar la fabricación de semiconductores.
Para incrementar el número de chips que se pueden fabricar en un solo ciclo de proceso, continuamente se buscan innovaciones técnicas en el proceso de fabricación de semiconductores, tales como la ampliación del diámetro de la oblea, para mejorar la eficiencia de la producción. El llamado “ciclo del silicio”, que es el ciclo de inversión para equipos de fabricación, es mucho más corto que el ciclo de inversión de capital en otras industrias y se dice que es de aproximadamente cuatro años.