Daños colaterales en la guerra de los semiconductores

El Gobierno de EEUU sigue añadiendo nuevas restricciones al comercio de semiconductores con China, provocando el enfado de algunas empresas estadounidenses. Las empresas chinas, en cambio, han logrado notables avances y han abierto nuevas vías de innovación para sortear a Washington.

La batalla de EEUU por intentar restringir el acceso de China a determinados chips continúa desarrollándose en toda su extensión. Algunos cambios ya son perceptibles como, por ejemplo, la reducción de las compras chinas de semiconductores: en los primeros siete meses del año, Beijing compró unos 270.000 circuitos integrados, esto es, un 16,8% menos que el año pasado. El descenso se produce tanto en volumen (-18,5% menos) como en valor (-21,6%). Las caídas de las importaciones más pronunciadas se registraron en los balances de Corea de Sur (-24,7%) y de Taiwan (-22,8%).

Como es lógico, esta situación ha provocado un enorme malestar en Corea del Sur que ha estado presionando al Gobierno de EEUU para que suavice las limitaciones. Finalmente, el 9 de octubre, la empresas coreanas Samsung y SK Hynix informaron de que habían logrado una exención que les permitía llevar equipos estadounidenses a sus fábricas en China. Ambas empresas ocupan los dos primeros lugares como los mayores fabricantes de chips de memoria del mundo. Samsung fabrica alrededor del 40% de sus chips en China mientras que SK Hynix, el 60%, según los datos de TrendForce.

Tampoco es plato de buen gusto para los grandes fabricantes estadounidenses. Intel, Qualcomm y Nvidia forman parte de la Asociación Industrial de Semiconductores, que en una reciente declaración oficial señaló que «es importante permitir que la industria tenga acceso a continuar en el mercado de china, el mercado comercial más grande del mundo para semiconductores básicos...».

Reacción china

Mientras las consecuencias para las compañías que comercian con China son evidentes, las empresas locales parece que están explorando todas las vías posibles para sustituir los componentes y las máquinas que no pueden adquirir. Es difícil saber hasta dónde han progresado. Por ejemplo, Yangtze Memory Technologies Corporation (YMTC), el principal fabricante de chips de memoria chino no ha actualizado las noticias de su página web desde octubre de 2022.

Sin embargo, a finales de agosto, coincidiendo con la visita a China de la Secretaria de Comercio de EEUU, Gina Raimondo, Huawei lanzó su nuevo teléfono de gama alta el Mate 60 Pro. Por lo que ha trascendido, el teléfono contiene un nuevo procesador, el Kirin 9000S 5G que ha sido fabricado por la compañía china Semiconductor Manufacturing International Corp (SMIC). Parece que, aunque no es tan pequeño y potente como los más avanzados, han logrado un resultado reseñable utilizando otra tecnología de embalaje que permite apilar dos chips. Una vez perfeccionado este sistema puede servir para fabricar chips más potentes y con menores costes. Una estrategia inteligente habida cuenta de que la ley de Moore postula que cada dos años se duplica el número de transistores de un chip, pero seguramente el límite físico esté ya muy cerca de alcanzarse.

Según la plataforma TechInsights, la empresa YMTC ha logrado fabricar el chip de memoria 3D NAND «más avanzado del mundo». Es un componente muy importante para la informática de alto rendimiento en aplicaciones como la inteligencia artificial y el aprendizaje automático.

A la vista de ambos descubrimientos, la plataforma señala que a pesar de las restricciones, la industria china «tiene más éxito del esperado». Un conclusión relevante ya que, debido a las sanciones estadounidenses, desde 2019 carecen de acceso a los sistemas de litografía más avanzados que existen: la Litografía Ultravioleta Extrema (EUV) fabricada por la compañía holandesa ASML Holding.

Nuevas vías de innovación

Para resolver el problema de la falta de máquinas de impresión, los ingenieros chinos están explorando otras vías. Según el South China Morning Post (SCMP), un equipo de investigación de la Universidad de Tsinghua, está desarrollando una fuente láser utilizando un acelerador de partículas que servirá como fuente de luz de alta calidad para la fabricación de chips.

El proyecto implica la creación de una fábrica gigante que albergue varias máquinas de litografía, todas ellas centradas en torno a un único acelerador. Este diseño tiene como objetivo permitir procesos de fabricación competitivos (de 2 nm o menos) que se utilizarán para fabricar chips de alto rendimiento sin utilizar escáneres de litografía ultravioleta extrema (EUV) tradicionales. Sería algo así como construir una imprenta en vez de utilizar las impresoras personales holandesas.

Otra línea de trabajo aborda la posibilidad de construir microchips ópticos. La prensa se hacía eco de que científicos chinos habían creado un chip que puede realizar tareas de inteligencia artificial más rápido que el A100 de Nvidia. Al parecer, otro grupo de investigación de la Universidad de Tsinghua ha desarrollado un chip fotoelectrónico, denominado ACCEL, totalmente analógico, ultrarrápido y de alta eficiencia energética, que supera a sus similares en el campo de la inteligencia artificial (IA). ACCEL, por ejemplo, clasificó imágenes de alta resolución en 72 nanosegundos, 3.000 veces más rápido que una unidad de procesamiento gráfico (GPU) de alta gama con un chip A100 de Nvidia. Además, en esa tarea consumió cuatro millones de veces menos energía. Por el momento, este chip basado en luz solo puede realizar determinadas tareas, como el reconocimiento de imágenes, pero mucho más rápido que los productos presentes actualmente en el mercado.

Financiación de la investigación y el desarrollo

Da la impresión de que China ha abierto el abanico de vías para la innovación en la construcción de chips, y aunque es difícil valorar el éxito de estos ensayos y el camino que deben recorrer hasta que sean plenamente operativos, no hay duda de que en una u otra dirección lograrán éxito. China no solo tiene talento, sino que está atrayendo nuevos fondos. Reuters informó a principios de septiembre que el Gobierno chino va a lanzar un fondo de inversión respaldado por el Estado para financiar el sector de semiconductores. El fondo tendría 60.000 millones de dólares aportados por el Estado y otros 40.000 millones de otros inversores. Este será el tercer fondo de este tipo tras los de 2014 y 2019.

En EEUU el ambiente financiero no es tan propicio. Según señalan las empresas del sector, la supremacía de la empresa Nvidia ha paralizado las operaciones de capital riesgo para la construcción de chips informáticos. En los ocho primeros meses del año se han invertido 881 millones y se han firmado cuatro acuerdos, mientras que en el mismo periodo de 2022 fueron 1.790 millones de dólares y 23 acuerdos los registrados. Unas cifras pobres teniendo en cuenta que convertir una idea en un prototipo funcional puede llegar a costar 500 millones de dólares.

La Ley de Ciencia y Chips puede animar las inversiones, aunque no ha generado entusiasmo. La empresa Intel, por ejemplo, ya ha dicho que seguirá con sus planes e invertirá más en el extranjero que en EEUU. No obstante, ya que el Gobierno de EEUU ofrece dinero gratis, lo aceptará.

Nuevas sanciones

Como acertadamente señalan algunos analistas, la fabricación de chips es esencialmente un juego entre chinos étnicos. Los principales ingenieros de TSCM, Intel, Apple, Nvidia, AMD, etc., son chinos. Sancionar a los chinos por hacer chips es un mal negocio.

A pesar de ello, en Washington no cejan en su empeño. El senador republicano Marco Rubio y el demócrata Mark Warner, han instado a la administración de Biden a tomar medidas contra RISC-V, una arquitectura de código abierto, alegando motivos de seguridad. Administrada por una fundación sin fines de lucro con sede en Suiza en la que participan ingenieros de todo el mundo. Permite usar una vía alternativa para la construcción de chips que compite con las costosas patentes de la empresa británica de diseño de software y semiconductores Arm Holdings.

A los senadores estadounidenses les preocupa que los chinos se puedan beneficiar de la cultura de colaboración propia del código abierto en la que también participan empresas estadounidenses. Pretenden que las aportaciones de sus empresas se hagan bajo licencia que impida su exportación a China. Al parecer Huawei está utilizando esta herramienta, pero también la utiliza la corporación estadounidense Qualcomm en chips para la industria del automóvil europea y Google para su teléfono Android.

Jack Kang, de la startup SiFive que utiliza esta arquitectura señaló que prohibir a las empresas estadounidenses participar sería «una tremenda tragedia», aunque el abogado Kevin Wolf ya ha apuntado que las actuales normas para la exportación de chips podrían proporcionar un marco legal para una propuesta de ese tipo.

El juego del gato y el ratón

El año pasado EEUU impuso nuevas reglas al comercio de chips con China que impedían a la empresa norteamericana Nvidia vender sus chips A100 y H100. La compañía diseñó dos nuevos chips, A800 y H800, para sus clientes chinos que cumplían con los requisitos que el Gobierno estableció. En octubre acaban de entrar en vigor nuevas normas que prohiben la venta también de esos chips a clientes chinos.

De hecho, un importante cliente chino de Nvidia, la empresa Baidu, ya ha realizado un pedido de 1.600 chips a Huawei por un valor de 61 millones de dólares. No es un pedido grande, pero es significativo y muestra que algunas empresas pueden apostar por un suministro seguro, aunque sea de menor potencia, lo que, de generalizarse, provocará importantes pérdidas a las compañías estadounidenses.

De hecho se trata de un mercado de 7.000 millones del que Nvidia controla el 90%. Por esa razón, la compañía ha filtrado que está diseñando nuevos chips que cumplan las nuevas restricciones impuestas por el gobierno norteamericano, de los que ha dado hasta el nombre HGX H20, L20 PCIe y L2 PCIe. Por segunda vez diseñará nuevos modelos de chips dirigidos específicamente a los clientes chinos para no perder mercado. Tan surrealista es esta guerra que el periódico "Global Times" dedicó un editorial al asunto titulado "Washington y Nvidia no deberían jugar a «atrápame si puedes»", en el que ironizaba sobre el modo en el que a cada nueva restricción la empresa líder en la fabricación de chips responde con «soluciones alternativas».