El futuro de los semiconductores está pasando de los círculos a los cuadrados. El CEO de Rapidus, Atsuyoshi Koike, subió al escenario sosteniendo en alto el primer sustrato de vidrio cuadrado de 600 mm del mundo. Esta tecnología, que multiplica por diez la eficiencia de producción frente a las obleas redondas convencionales, encierra el potencial de reducir de forma notable el coste de fabricación de los chips de IA. En el disputadísimo mundo del empaquetado avanzado, donde compiten TSMC e Intel, Japón ha hecho su jugada. Esto es lo que significa técnicamente y cuáles son sus posibilidades.

Un sustrato mundialmente pionero presentado en SEMICON Japan

Del 17 al 19 de diciembre de 2025 se celebró en el Tokyo Big Sight la feria internacional de semiconductores "SEMICON Japan 2025". Ante una sala abarrotada, el CEO de Rapidus, Atsuyoshi Koike, subió al escenario y levantó con ambas manos un enorme panel. En el panel, de brillo dorado, el número "600" estaba representado con chips reales.

"Esto es lo que quería mostrarles", dijo Koike, presentando el prototipo del primer interpositor RDL (capa de redistribución) cuadrado de 600 mm del mundo. Refiriéndose a cómo el CEO de NVIDIA, Jensen Huang, presenta sus productos sosteniéndolos en alto, Koike arrancó risas al contar que había hecho 100 flexiones al día solo para poder sostener este panel, aunque su expresión era del todo seria.

El prototipo acababa de completarse en "Rapidus Chiplet Solutions" (RCS), un centro de I+D de back-end que se está instalando dentro de las instalaciones de Seiko Epson en Chitose, en Chitose (Hokkaido). Koike subrayó que "no hay otro ejemplo en el mundo de producir en masa los procesos front-end y back-end en la misma fábrica", mostrando que el núcleo de la estrategia de diferenciación de Rapidus reside en esta tecnología.

Por qué un "sustrato cuadrado" es revolucionario

Para los lectores no familiarizados con los semiconductores, repasemos lo básico.

La fabricación actual de semiconductores usa de forma estándar obleas de silicio redondas de 300 mm (unos 30 cm) de diámetro. Los chips se forman sobre la oblea y luego se cortan. Pero, como los chips son cuadrados, los bordes de una oblea redonda dejan inevitablemente espacio inutilizable, la llamada "pérdida de borde".

El sustrato cuadrado de 600 mm de Rapidus invierte esta convención. Un panel cuadrado puede aprovecharse hasta el borde sin desperdicio. Una simple comparación de áreas ya lo dice: frente al área de una oblea de 300 mm (unos 70.650 mm²), un panel cuadrado de 600 mm (360.000 mm²) es más de cinco veces mayor. Y, como la pérdida de borde casi desaparece, la eficiencia de producción real llega a diez veces o más. Donde un panel produce unos 49 interpositores, una oblea convencional producía solo unos cuatro.

Hay, eso sí, un punto importante. Este sustrato cuadrado de 600 mm no sirve para fabricar los chips en sí. Es el sustrato para "montar y conectar" chips, es decir, el sustrato intermedio para el empaquetado (el interpositor).

¿Qué es un interpositor? La "placa de cableado" de la era de la IA

Los chips de IA de alto rendimiento actuales se construyen cada vez más no a partir de un único chip gigante, sino combinando varios chips pequeños (chiplets). Chips de cómputo como GPU y CPU deben reunirse en un solo paquete junto con memoria rápida llamada HBM (memoria de alto ancho de banda).

El interpositor es la "base" que sostiene físicamente estos chiplets y los conecta con un cableado fino. Por él discurren miles de líneas para que los chips se comuniquen a alta velocidad, lo que lo convierte en un componente crucial que determina el rendimiento de un paquete de semiconductores.

Que los chips de IA crezcan con cada generación también eleva la importancia del interpositor. Como señaló Koike, "los dispositivos son cada vez más grandes", y con las GPU más recientes de NVIDIA el área total del paquete no deja de expandirse. El interpositor de Rapidus asegura entre 1,3 y 2 veces el área de cableado de la competencia, un diseño capaz de responder a la próxima generación de chips de IA de gran tamaño.

El arma secreta de Rapidus: reutilizar la tecnología de paneles LCD

Detrás de la capacidad de Rapidus para lograr el enorme tamaño de 600 mm hay una aplicación inesperada de tecnología: las técnicas de manejo de paneles de la industria de pantallas LCD.

Para la industria de los semiconductores, 600 mm es un tamaño enorme e inexplorado, pero para la industria de paneles LCD es un "tamaño familiar", incluso pequeño. La fabricación de paneles de televisor ha manejado de forma rutinaria sustratos de vidrio gigantes que superan la Generación 8 (2.200 mm × 2.500 mm). Rapidus llevó este conocimiento de otro sector al empaquetado de semiconductores.

La puesta en marcha de RCS fue dirigida por Yasumitsu Orii (hoy alto directivo ejecutivo de Rapidus), que había sido responsable de una antigua filial de Sharp. Orii cuenta además con experiencia en tecnología de empaquetado en IBM Japón y domina tanto la microfabricación de semiconductores como el manejo de paneles LCD de gran superficie. Este "cruce interindustrial" es precisamente la fortaleza única que permite a Rapidus competir con un enfoque distinto al de TSMC o Intel.

Comparación con la competencia: el CoWoS de TSMC y el Foveros de Intel

Para evaluar correctamente la tecnología de sustrato cuadrado de 600 mm de Rapidus, hay que compararla con el empaquetado avanzado de sus rivales.

El CoWoS (Chip-on-Wafer-on-Substrate) de TSMC es el estándar de facto del empaquetado avanzado actual. La mayoría de las GPU de IA de NVIDIA se fabrican con él, y TSMC prevé pasar de unas 75.000 obleas al mes a finales de 2025 a unas 130.000 al mes a finales de 2026. Aun así, la demanda es tan fuerte que solo NVIDIA acapara entre el 60 y el 70 % del total, obligando a otros clientes a largas esperas. Como CoWoS se basa en obleas de silicio de 300 mm, se enfrenta a límites de retícula (área de exposición), y responder a paquetes muy grandes exige "coser" (stitching) los chips entre sí.

El Foveros de Intel es una tecnología de apilamiento 3D que apila los chips verticalmente. Tiene una alta compatibilidad de diseño con CoWoS y llama la atención como alternativa para compensar la escasez de suministro de TSMC. Intel está ampliando la capacidad de producción de Foveros en un 30 % y la de EMIB (puente de interconexión de múltiples chips integrado) en un 150 % en su planta de Nuevo México, y se dice que Apple, Qualcomm y Broadcom están evaluando la tecnología.

El I-Cube de Samsung es una tecnología de empaquetado 2.5D similar al CoWoS de TSMC, con un diseño que aprovecha la fortaleza de Samsung como proveedor de HBM.

Frente a estas, el enfoque de Rapidus es radicalmente distinto. Usa paneles cuadrados en lugar de obleas redondas, un "empaquetado a nivel de panel (PLP)", y el material es vidrio en lugar de silicio. El sustrato de vidrio es más barato que el silicio, tiene un coeficiente de expansión térmica bajo (menos deformación por los cambios de temperatura) y ofrece menor pérdida de señal a altas frecuencias.

La estrategia de producción integrada "front-end más back-end"

Otro diferenciador clave de Rapidus es el plan de realizar el front-end (crear los circuitos del chip) y el back-end (ensamblar los chips en paquetes) de forma integrada en la misma fábrica. Koike subraya que "esto es una primicia mundial".

Tradicionalmente, los procesos front-end y back-end de los semiconductores se han realizado en empresas distintas y en países distintos. Por ejemplo, los chips se fabrican en TSMC y luego se empaquetan en una empresa OSAT (ensamblaje y prueba subcontratados) como ASE o Amkor, un reparto del trabajo que es la norma.

Rapidus fabrica chips de 2 nm en su planta IIM-1, en Chitose (Hokkaido), y completa el empaquetado en el RCS adyacente. Bajo el modelo "RUMS (Rapid and Unified Manufacturing Service)" que propone, gestiona de forma integrada desde el apoyo al diseño hasta el front-end y el back-end, con el objetivo de acortar en un 60 % el ciclo de fabricación de semiconductores convencional. De hecho, completó un chip prototipo de 2 nm, que normalmente tarda seis meses, en 12 días y 18 horas, muestra de su confianza en la velocidad.

La hoja de ruta: rumbo al inicio de la producción en masa en 2028

Rapidus prevé iniciar la producción en masa del back-end (empaquetado) en 2028. El front-end comenzará la producción en masa en la segunda mitad del año fiscal 2027 con 6.000 obleas al mes, y se ampliará a 25.000 al mes en el año fiscal 2028.

Actualmente está en la fase de poner en marcha la línea piloto del RCS para marzo de 2026 y completar la entrega de los equipos de fabricación. Después iniciará una I+D a pleno rendimiento a partir de abril de 2026, acelerando el establecimiento de la tecnología de producción en masa.

En el plano empresarial, aspira a que el flujo de caja operativo sea positivo en el año fiscal 2029 y a salir a bolsa en el año fiscal 2031. Ha recibido un apoyo gubernamental acumulado de unos ¥2,9 billones (alrededor de 19.000 millones de dólares), y se observa con atención si podrá ofrecer un retorno acorde con esa inversión.

Desafíos y perspectivas: ¿podrá llevar los chips de NVIDIA?

Se ha demostrado el potencial técnico, pero quedan muchos desafíos.

Primero, hay una gran brecha entre el prototipo y la producción en masa. Está por ver si se puede asegurar un rendimiento (tasa de producto válido) estable sobre un enorme panel cuadrado de 600 mm. El empaquetado a nivel de panel es todavía una tecnología en desarrollo en toda la industria, y quedan muchos obstáculos técnicos para estabilizar la calidad en la producción en masa.

Después, la captación de clientes. Koike se refirió repetidamente al CEO de NVIDIA, Huang, y expresó su deseo de fabricar por encargo, diciendo que "desea de corazón montar los chips de NVIDIA" en el panel. Pero NVIDIA ha construido una sólida asociación con TSMC, y no será fácil para Rapidus abrirse paso.

Por otro lado, que el suministro de CoWoS de TSMC esté saturado es también una oportunidad para Rapidus. Con el rápido crecimiento del mercado de chips de IA que lleva a decir que "el empaquetado es el cuello de botella del suministro de semiconductores", hay margen para la entrada de nuevos actores.

También resultó llamativo el vídeo de la visión de una "fábrica de semiconductores de 2039" que Koike mostró al final de su charla: una línea totalmente automatizada y sin personal en la planta baja, con humanos y robots humanoides gestionando juntos la producción en la planta superior. Poder hablar de un futuro a 14 años vista es señal de la confianza en el desarrollo tecnológico actual.

La industria de semiconductores de Japón llegó a dominar el 50 % del mercado mundial en la década de 1980 antes de decaer durante las tres décadas siguientes. El desafío de Rapidus es competir con el mundo no solo "fabricando chips", sino cambiando "la forma de montar los chips". De las obleas redondas a los paneles cuadrados: ese cambio de mentalidad podría ser la baza para el renacimiento de los semiconductores en Japón.

¿Qué debate hay en su país sobre la inversión pública en la industria de semiconductores y la innovación en tecnología de empaquetado? Nos encantaría conocerlo.

Referencias