Semiconductor Manufacturing International Corporation (SMIC), el mayor fabricante de chips de China, ha logrado al parecer un gran avance.
TechInsight, un medio de comunicación tecnológico canadiense, ha revelado que SMIC ha avanzado su tecnología hasta un proceso de casi 7 nanómetros (nm), que podría ser un peldaño para un verdadero proceso de 7 nm. Según TechInsight, los productos de SMIC fabricados con el proceso de cuasi 7nm llevan un año en el mercado. Algunos medios de comunicación afirmaron que el avance de SMIC demostraba que el bloqueo de EE.UU. era demasiado poco, demasiado tarde y anticuado.
El nodo de proceso de chip más avanzado que SMIC ha realizado con éxito en el pasado ha sido el de 14nm, aunque siempre ha hecho fuertes intentos de avanzar hacia un nodo de proceso avanzado (por debajo de 10nm). Sin embargo, debido a la inclusión de SMIC en la lista de entidades por parte de la Oficina de Industria y Seguridad de Estados Unidos en diciembre de 2020, que fue diseñada para limitar la capacidad de SMIC de alcanzar nodos de tecnología avanzada de 10 nanómetros o menos, se le ha bloqueado la obtención de las máquinas de litografía ultravioleta extrema (EUV) necesarias de ASML de los Países Bajos.
El uso de una máquina EUV no es necesario, en teoría, para realizar los nodos de proceso avanzados. Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC), líder mundial en la fabricación de semiconductores, utilizó máquinas de litografía ultravioleta profunda (DUV) en la fase inicial de su producción en volumen de 7 nm. Pero el uso de máquinas DUV requiere más capas de máscaras, lo que significa más tiempos de exposición y más complejidad. Esto supondrá una menor tasa de rendimiento y un mayor coste por cada chip, lo que hace que este proceso sea comercialmente inviable hoy en día.
SMIC ha avanzado su tecnología hasta un proceso de casi 7 nanómetros
Pero la industria de los semiconductores tiene una importancia estratégica para China. Tener la capacidad de fabricar chips avanzados es más importante que los precios de estos chips. Parece que SMIC está avanzando en el uso de esta tecnología más antigua para lograr avances tecnológicos. En octubre de 2020, se informó de que SMIC había desarrollado con éxito chips de «casi 7 nm» con el proceso FinFET N+1 utilizando máquinas DUV.
Samsung inicia la construcción de un nuevo complejo de semiconductores
El presidente de TSMC, el Dr. Mark Liu, dijo que el proceso de 7nm era un avance de nodo completo y un hito en la fabricación de semiconductores. La mayor diferencia entre los procesos de 7nm y 14nm es que el número de transistores por unidad de superficie del proceso de 7nm aumenta enormemente y su consumo de energía se reduce sustancialmente. Esto hace que los chips de 7nm sean mucho más potentes que los de 14nm, pero también más económicos.
Por ejemplo, en 2020, el coste de un chip de 7nm era de 233 dólares, lo que no sólo era inferior al coste de 331 dólares de un chip de 16nm, sino también al de 238 dólares de un chip de 5nm. Además, el rendimiento del procesador para centros de datos A100 Tensor Core de NVIDIA, que utiliza el proceso de 7nm de TSMC, se multiplicó por 20, de modo que el centro de datos, que originalmente requería 25 racks, puede reducirse a un solo rack.
En otras palabras, los chips de 7nm no solo reducen el coste de propiedad, sino que también ofrecen un alto rendimiento informático, lo que hace que la IA, la computación en la nube y el 5G sean económicamente viables tanto en aplicaciones empresariales como militares.
La industria china de semiconductores se apresura a mejorar su autosuficiencia
Hay una gran brecha entre el consumo de chips y la fabricación de chips en China, lo que significa que su tasa de autosuficiencia de chips es baja. En 2021, el tamaño del mercado de semiconductores de China era de unos 186.500 millones de dólares, de los cuales sólo 31.200 millones de dólares fueron fabricados en China, tanto por empresas extranjeras como nacionales, lo que supone una tasa de autosuficiencia del 16,7%. Además, sólo 12.300 millones de dólares de chips fueron fabricados por empresas con sede en China, lo que representa sólo el 6,6% del consumo nacional.
Tener la capacidad de fabricar chips avanzados es más importante que los precios de estos chips
Para alcanzar el objetivo trazado por la iniciativa «Made in China 2025», es necesario lograr una tasa de autosuficiencia del 75% para 2030. Bajo tal presión, no es difícil entender por qué China ha subvencionado a las empresas de semiconductores para que construyan fábricas mediante diversos incentivos políticos. Aunque hay casos notorios de «fábricas inacabadas» en el desarrollo de la industria de los semiconductores, el fracaso no ha hecho que China se retire de su política de apoyo total a las fábricas de semiconductores.
La experiencia del desarrollo de la industria electrónica en el pasado ha hecho que los planificadores políticos chinos comprendan que, aunque la industria china de semiconductores esté por detrás de los fabricantes extranjeros en cuanto a su escala de producción y tecnología, hay dos efectos que instarán a China a apoyar a un gran número de empresas de semiconductores mediante políticas. En primer lugar, un gran número de fabricantes chinos puede «comerse» el mercado y comprimir el espacio para las fundiciones de obleas de segundo y tercer nivel.
Según un informe, a finales de 2024, China liderará el mundo con la construcción de 31 nuevas fábricas de chips, superando las 19 de Taiwán y las 12 de Estados Unidos. Dado que la mayoría de las 31 nuevas fábricas de China fabricarán nodos de procesos maduros, el impacto sobre los principales fabricantes, como TSMC, Intel y Samsung, que utilizan procesos avanzados, es mínimo. Sin embargo, la táctica del «mar de fábricas» de China puede ejercer una enorme presión sobre otros fabricantes de procesos maduros.
Dado que ha surgido un exceso de inventario en algunas áreas de la industria electrónica, y el mercado espera que haya un exceso de capacidad de producción en la fabricación de chips después de 2023, la competencia de precios es inevitable. Las fundiciones que utilizan procesos maduros no podrán competir con las fábricas chinas de semiconductores que disfrutan de importantes subvenciones políticas. Es posible que algunas fundiciones de segundo y tercer nivel tengan que retirarse del mercado, lo que permitirá a las fundiciones chinas dominar el mercado de procesos maduros.
En segundo lugar, si una o dos empresas chinas pueden destacar entre el gran número de fundiciones subvencionadas, existe la esperanza de que este «campeón nacional» pueda competir o incluso dominar el mercado de procesos avanzados. Lenovo, en el sector de los PC/portátiles, y Huawei y ZTE, en el de las comunicaciones, se desarrollaron con este modelo. Y SMIC puede ser la principal empresa china que pueda competir en el ámbito internacional de los semiconductores avanzados y romper el dominio tecnológico establecido por Estados Unidos. El avance de 7nm descubierto por TechInsight es la mejor prueba.
a finales de 2024, China liderará el mundo con la construcción de 31 nuevas fábricas de chips, superando las 19 de Taiwán y las 12 de Estados Unidos
En el pasado, las empresas chinas de diseño de chips estaban sancionadas por Estados Unidos y no podían utilizar el proceso avanzado de TSMC para lanzar nuevos productos. Si SMIC puede ampliar el proceso de 7nm para utilizarlo en los productos de otros fabricantes chinos, permitirá a China acelerar su avance en IA, computación de alta velocidad y 5G, etc. La aceleración permitirá a China alcanzar su objetivo de pasar de ser un «gigante de la fabricación» a una «potencia mundial de fabricación.»
Es necesario reevaluar la eficacia de la lista de entidades
Actualmente sabemos muy poco sobre los envíos, las tasas de rendimiento y los precios de 7nm de SMIC; ni siquiera está claro si existen otras aplicaciones. Sin embargo, se espera que el avance del proceso de 7nm permita a China realizar avances en inteligencia artificial y computación de alta velocidad. A su vez, eso también aumentará las amenazas económicas y militares de China no sólo para Taiwán, sino para toda Asia Oriental.
China se ha fijado el objetivo de lograr una «modernización completa» basada en la «informatización», la «inteligencia» y la «mecanización» para el centenario del Ejército Popular de Liberación en 2027. Los avances en IA, computación cuántica e hipersónica requieren la ayuda de chips avanzados. El mero hecho de bloquear la adquisición de máquinas EUV por parte de China no impedirá que el país avance en el campo de los chips de proceso avanzado, lo que a la larga contribuirá a su desarrollo militar. Se necesitan más esfuerzos.
Estados Unidos está tratando de ejercer presión diplomática sobre Japón y los Países Bajos para que amplíen el actual embargo de EUV para incluir las máquinas DUV. Algunos pueden argumentar que aislar a China sólo acelerará su marcha hacia la autosuficiencia. Por la historia de la industrialización de China, su ambición no se detendrá hasta que el país domine todo el mercado. Por lo tanto, limitar únicamente la obtención de máquinas EUV por parte de China no se ajustará al propósito original de impedir que el país fabrique nodos de tecnología avanzada de 10 nm o menos.
Nota: El artículo fue publicado originalmente en inglés en The Diplomat. La reproducción del mismo en español se realiza con la debida autorización. Link al artículo original: https://thediplomat.com/2022/08/chinas-semiconductor-breakthrough/
Periodista en Taipei, Taiwán
