La ingeniera que maneja los resortes de la máquina más indispensable del mundo

Brienna Hall desempeña la función más valiosa que nunca verás en la empresa más vital de la que nunca has oído hablar. Hasta que empezó a trabajar en ASML el año pasado, no sabía nada de la empresa. Tampoco sabía qué iba a hacer como ingeniera de atención al cliente, una "mecánica sofisticada", como ella misma se llama. Y no tenía ni idea de que sería esencial para la economía mundial.

Cuando se presenta a su turno en la fábrica de chips, Hall se pone un traje de protección, entra en una sala con un aire 100 veces más limpio que el de un quirófano y luego se dirige a una máquina de una complejidad insondable. Su trabajo consiste en saberlo todo sobre ella para poder arreglarla. "Pensaba que tenía el trabajo más genial del mundo", cuenta Hall. "No me daba cuenta de que este trabajo es necesario para que el mundo entero exista como lo hace". El equipo en el que confía todo el mundo —y para cuyo manejo ella está especialmente capacitada— se llama máquina de litografía ultravioleta extrema o EUV, por sus siglas en inglés.

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Es la máquina que produce los microchips más avanzados del planeta. Se construyó con tecnologías científicas que más bien parecen de ciencia ficción: avances tan improbables que antes se tachaban de imposibles. Y ha transformado obleas de silicio en los motores de la vida moderna. Aún hoy solo existen unos pocos cientos de estas máquinas EUV, y son ridículamente caras. La que mantiene Hall costó 170 millones de dólares, mientras que los últimos modelos se venden por unos 370 millones. Sin embargo, lo más destacable de estas máquinas de valor incalculable es que todas ellas están fabricadas por la misma empresa: ASML.

ASML es el pegamento que mantiene unido el negocio de los chips. Y es que esta empresa holandesa es responsable de todos los sistemas de litografía EUV que ayudan a fabricar los chips de muchos de nuestros dispositivos, como los teléfonos, los ordenadores, las tabletas, los televisores y puede que incluso los coches. Estas máquinas se han vuelto indispensables. Y dependen del trabajo invisible de Brienna Hall. Es una de las ingenieras asignadas a las plantas de fabricación —o "fabs"— donde los clientes de ASML fabrican sus semiconductores. Hall trabaja en Boise (Idaho), sede de Micron Technology, donde me metí en mi propio traje de protección y la seguí al interior de la fábrica de chips. Entonces pude echar un vistazo entre bastidores a lo que podría ser la máquina más importante jamás fabricada.

Llegando al límite

Las máquinas EUV no son tanto una maravilla como un milagro. Su historia comienza hace 40 años en un cobertizo con goteras de los Países Bajos con el nacimiento de Advanced Semiconductor Materials Lithography, ahora simplemente ASML. Por aquel entonces, imprimir chips con luz ultravioleta extrema era una idea fantástica. Hacerla realidad requeriría más tiempo y dinero de lo que los visionarios que idearon esta tecnología mágica podían prever. Se trata de un proceso que consiste en vaporizar gotas de estaño fundido y producir una luz que no se da de forma natural en la Tierra. O al menos esa es la forma más sencilla de entender la intrincada ciencia de la litografía ultravioleta extrema.

Las gotas reciben dos pulsos de láser, explosiones que se producen 50.000 veces por segundo. El primer pulso las aplana y el segundo las convierte en un plasma que emite luz EUV. A continuación, esa luz se recoge utilizando los espejos más perfectos jamás inventados y se dirige hacia la oblea de silicio para grabar miles de millones de patrones microscópicos de transistores. La cuestión existencial de la industria de los semiconductores es cómo colocar cada vez más transistores en los chips para que sean cada vez más rápidos. La respuesta: longitudes de onda de luz cada vez más cortas. Las primeras herramientas litográficas de ASML creaban luz a longitudes de onda de 436 nanómetros. Las máquinas actuales han reducido ese número a 13,5 nanómetros. Eso les permite fabricar chips con resoluciones 10.000 veces más finas que un cabello humano.

La cuestión existencial de la industria es cómo colocar cada vez más transistores en los chips para que sean cada vez más rápidos

Cuanto más oía hablar de la litografía ultravioleta extrema, más extraordinario me parecía que alguien la hubiera descubierto. Además, hay dos cosas que aprendí sobre el equipo EUV que vi y que no me puedo quitar de la cabeza: estas máquinas absurdamente sofisticadas tardaron décadas en llegar de los laboratorios a las fábricas. Y hasta hace poco, no estaba claro si la audaz apuesta de la empresa por la litografía EUV daría sus frutos. En 2012, ASML se quedó sin liquidez y vendió una participación del 23% a Intel, Samsung Electronics y Taiwan Semiconductor Manufacturing, lo que significaba que sus principales clientes estaban literalmente comprometidos con el éxito de la empresa.

ASML no tardó en aumentar la producción, muy, muy lentamente. La empresa entregó el primer sistema EUV en 2010. Hasta 2020 no entregó el número 100. Y el año pasado fue un año ajetreado: ASML suministró un total de 42 máquinas EUV. Aún hay solo seis empresas que poseen estas máquinas para la fabricación de chips. Pero muchas otras dependen indirectamente de ASML, incluidas las empresas más valiosas de la historia. Apple y Nvidia diseñan sus propios chips y subcontratan la producción a las fábricas de TSMC, lo que significa que la tecnología de ASML es fundamental para fabricar desde centros de datos de IA hasta iPhones.

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Las máquinas EUV se han vuelto tan cruciales que la empresa emplea ahora a un ejército de 10.000 empleados de atención al cliente para mantenerlas en funcionamiento. "Son las tropas de primera línea de ASML", afirma Jim Koonmen, director de atención al cliente de la empresa. Los clientes de ASML esperan que sus herramientas litográficas funcionen día y noche, pero las interrupciones son inevitables e imprevisibles, como escribe el periodista holandés Marc Hijink en "Focus", su libro sobre la empresa.

A TSMC le preocupan los terremotos y en una ocasión, Intel achacó un problema de litografía a otro tipo de ruido: un cambio en los patrones del viento que transportaba gas metano de las granjas lecheras cercanas. "Pedos de vaca", escribió Hijink. Aparte de las flatulencias bovinas, las averías son raras. Pero la máquina EUV es el cuello de botella de todas las fábricas. Si se estropea, toda la fábrica se queda bloqueada. Por eso ASML emplea a personas en todo el mundo las 24 horas del día. Gente como Brienna Hall.

La formación de una sofisticada mecánica

Mucho antes de que oyera hablar de ASML, ya había indicios de que encajaría perfectamente en la empresa. Hall, de 29 años, creció en Seattle como una "Girl Scout" obsesionada con hacer el nudo perfecto. Fue presidenta del club de cohetes del Edmonds College cuando obtuvo su título universitario y en la Universidad Estatal de Washington se especializó en ciencia e ingeniería de materiales y transcribió notas para un profesor que escribía un libro de texto sobre mecánica cuántica. Le encanta planear acampadas, aunque en realidad no le guste acampar. En su tiempo libre, trabaja con las manos, haciendo elaborados puzles de la marca Ravensburger. Todo ello le ha servido de excelente preparación para manejar una máquina con más de 100.000 piezas. "Siempre estás resolviendo problemas", comenta Alex Jordan, otro ingeniero de ASML. "¿Cómo puedo ser más eficiente? ¿Dónde puedo optimizar esto? ¿Y si probamos eso?".

Cuando la empresa contrata personal para puestos de atención al cliente, ASML busca ingenieros diligentes, disciplinados y orientados al detalle. Hall tenía la mente técnica y el temperamento adecuados para el puesto. Cuando uno de sus profesores se enteró de que una empresa de semiconductores estaba contratando personal, Hall le pasó su currículum y pronto recibió correos electrónicos de ASML pidiéndole que presentara su candidatura. La mayoría de los estudiantes universitarios no saben nada de ASML. De hecho, probablemente sepan más de ASMR.

Cuando contrata personal para atención al cliente, ASML busca ingenieros diligentes, disciplinados y orientados al detalle

Hall se quedó intrigada cuando su entrevistador le preguntó cómo se sentía trabajando en espacios reducidos y con trajes de protección. Entonces se enteró de que el trabajo básico incluía viajar mucho y eso fue todo lo que necesitó oír para aceptar la oferta de ASML. "Siempre quise viajar y apenas había recorrido la Costa Oeste", explica. Su primer viaje largo fue un mes a Taiwán para realizar su curso Fab Ready 1 en el centro de formación de ASML, donde se familiarizó con las piezas de la máquina EUV: el escáner (la pieza con los espejos que enfocan la luz sobre la oblea), la fuente (la pieza que genera la luz) y el láser de accionamiento (la pieza con los láseres). También aprendió que cada pieza tiene su propia personalidad.

En la fábrica de Micron, el escáner se llama Mónica, como el personaje de "Friends". "Ya que todo debe ser perfecto, las condiciones deben ser óptimas para que funcione", dice Hall. Se familiarizó con Mónica cuando regresó a Boise para recibir formación en el puesto de trabajo. Mientras tanto, desarrolló su pericia a través de meses de clases de Fab Ready 2 en Taiwán, San Diego y Alemania, donde peregrinó a la meca de los puzles, Ravensburg. Fue aprendiz durante casi un año antes de que la autorizaran a trabajar sola en la máquina EUV. Cuando no está en otros continentes, Hall trabaja en la oficina de ASML, a poca distancia en coche del campus de Micron. Trabaja en turnos de 12 horas, de 6 de la mañana a 6 de la tarde. En invierno, llega al trabajo mucho antes del amanecer y se marcha mucho después de la puesta de sol.

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Algunos días va directamente a la fábrica. Otros, se queda en su mesa, mirando los números de sus múltiples pantallas hasta que "estoy segura de que la máquina no se va a incendiar", comenta. En ese momento, Hall pasa a planificar la serie de acciones que llevará a cabo durante la "parada programada", una interrupción rutinaria por mantenimiento preventivo para minimizar el riesgo de una "parada no programada". Al fin y al cabo, lo único más satisfactorio que arreglar una máquina es tener una máquina que no necesite ser arreglada. Sin embargo, cualquier tipo de trabajo en la máquina es lo que ella considera algo divertido. Lo que le resulta estresante es tratar con otras personas. "Nuestra máquina es lo bastante compleja como para tener personalidad, pero sigue siendo una máquina. Si le das a los botones adecuados, saldrá adelante. Solo tienes que averiguar qué botones pulsar. Yo puedo resolver eso. Podemos resolverlo", afirma Hall. "Los humanos somos mucho más complejos que cualquier máquina que yo conozca".

Una vida de fábula

Hace casi medio siglo, cuando cuatro emprendedores de Boise fundaron Micron en el sótano de la consulta de un dentista, uno de sus inversores era un varón local de la patata. Resulta que en Idaho hasta los microchips vienen de las patatas. En la actualidad, Micron está construyendo aquí una fábrica de 15.000 millones de dólares para devolver la fabricación de memorias de vanguardia a suelo estadounidense. La fábrica en construcción tendrá el tamaño de 10 campos de fútbol y sus cimientos necesitarán cuatro veces más hormigón que el Empire State Building. Y junto a las docenas de enormes grúas del campus de Micron se encuentra la planta de investigación de la empresa. En su interior hay una máquina que pesa más de 136.000 kilos y que fue transportada desde Holanda en tres aviones de carga 747.

Brienna Hall no pasa más de unos días de trabajo sin entrar en la planta para ver la máquina EUV. "Para entonces ya me pica el gusanillo y me invento un motivo para entrar", dice. Y así lo hicimos. Siempre que entra en la sala estéril, se cubre de pies a cabeza, ya que incluso una mota de polvo puede tener consecuencias desastrosas. También se asegura de no tener que ir al baño. "Me distraigo y limito el consumo de agua, y no bebo café", dice. Bajo las tenues luces amarillas, el ambiente es caluroso, ruidoso y desorientador. Pero no para ella. Cuando está en la fábrica, a menudo se encuentra en estado de relajación.

Micron está construyendo una fábrica de 15.000M de dólares para devolver la fabricación de memorias de vanguardia a EEUU

Hall habla de la resolución de problemas de una máquina EUV como Stephen Curry habla de lanzar a canasta. "Cuando estoy en la herramienta solucionando un problema, es como si todo lo demás se quedara en silencio y me concentrara en hacer esa única cosa. Y no hay nada mejor que centrarse en ese problema hasta resolverlo". Cuando entramos en el nivel inferior de la fábrica, la máquina ya había salido del modo de producción. Teníamos dos horas, y el tiempo seguía corriendo.

Echó un vistazo a su portátil para revisar los detalles del plan de servicio. Luego avanzamos por un laberinto hasta que Hall se detuvo, abrió la puerta de un armario y se metió dentro de la máquina. Mientras ella jugueteaba con una maraña de cables en un espacio reducido, miré a mi alrededor y me fijé en los botones rojos de emergencia que había por todas partes. Antes de que pudiera preocuparme por chocar con uno, Hall salió. "Hay una manguera que no está haciendo lo que debería", sentenció. Una obstrucción en la tubería de agua significaba que la manguera no se estaba enfriando correctamente, y ahora presentaba algunos problemas de calor. Cuando tocó la manguera, Hall pudo notar una pequeña distorsión, lo que podía convertirse en un problema grave.

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Incluso esta deformación apenas perceptible podría derribar toda la máquina si la manguera se rompía. Esa rotura activaría el sensor de fugas y provocaría una parada inmediata, el equivalente a pulsar uno de esos botones rojos de emergencia. Los ingenieros de ASML sabían que este circuito estaba bajo tensión y tenían un plan para solucionarlo durante la siguiente parada programada. Pero aún faltaban tres semanas. Podían esperar hasta entonces. O podía solucionar el problema ahora. Hall expuso la situación a un funcionario de Micron y este la autorizó a proceder a la reparación in situ. Fue entonces cuando cogió dos cubos de la tienda Home Depot.

Necesitaba los cubos naranjas que cuestan 3,98 dólares en la ferretería para poder arreglar una máquina que se vende por unos cientos de millones de dólares. Para cambiar la manguera sin salpicar agua por todas partes, Hall vació la tubería de agua hasta que ambos cubos estuvieron casi llenos. Volvió a colocar con cuidado la manguera de teflón, conectó los sensores térmicos para la supervisión y cerró la puerta tras de sí. Era hora de que las máquinas volvieran al trabajo. "Desde el punto de vista de la ingeniería, es un poco aburrido", dice Hall. "Pero he aprendido a sentirme orgullosa de que mis máquinas sigan funcionando y produciendo para nuestros clientes". Había hecho exactamente lo que tenía que hacer y exactamente como tenía que hacerlo. Y nadie en el mundo exterior lo sabría jamás.

*Contenido con licencia de The Wall Street Journal. Traducido por Federico Caraballo