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Las tensiones geoestratégicas que están acarreando las sanciones de EUA a China está llevando a todos los principales países a invertir mucho más en producción de chips. Entre ellos Japón, cuya inversión gubernamental se está encauzando con Rapidus, una empresa que tiene la intención de empezar a producir chips en masa a 2 nm a partir de 2027, aunque se espera que este año empiecen las pruebas. Si todo va bien en el desarrollo, claro está, aunque el diseño del primer proceso litográfico lo tienen cerrado. Cuestión aparte será la productividad que tenga. Sea como sea, para ello usará escáneres de luz ultravioleta extrema, de al menos 300 millones la unidad, y aparentemente ha comprado inicialmente diez de ellos.

Para que China pueda evolucionar su sector de los semiconductores no le queda más remedio que contratar talento extranjero. Eso ha llevado a fuertes choques con los gobiernos de medio Occidente, e incluso ha habido denuncias de robo de secretos industriales por los contratados por empresas chinas, y alguna condena que otra. Así que ante la situación en la que está Intel, abre la veda de contratación de ejecutivos, y es lo que ha hecho Hua Hong Semiconductor, la segunda mayor fundición de China.

Uno de los datos menos conocidos en el sector de los semiconductores es el coste de las obleas producidas a distintos procesos litográficos. Es habitual hacer estimaciones, pero nunca se tiene información directa de TSMC, Samsung Foundry u otros porque al final el precio es muy distinto en clientes. No es lo mismo Apple, que invierte cientos de millones en TSMC para que expanda su producción además de ser su principal cliente, que otro que solo pide unas decenas de miles de obleas producidas. Cuando la producción está al límite, también hay un proceso de subasta de capacidad de producción que desvirtúa el precio. Pero las estimaciones que se hacen siguen apuntan a que el coste de una oblea puntera está cerca de 20 000 dólares, y eso es así desde hace unos años.

TSMC está preparándose para la producción en masa con su proceso litográfico de 2 nm para cubrir las necesidades de su principal cliente, Apple, que es el único que puede pagar por la exclusividad inicial por sus abultados márgenes de beneficio del treinta por ciento en sus productos. De momento estaría ultimando la primera producción de prueba de un diseño de producto comercial, para cumplir con la producción en masa durante este primer trimestre de 2025.

La tendencia la última semana fue meterse con Intel por despedir a Pat Gelsinger como director ejecutivo. Bueno, le hizo dimitir enseñándole la puerta de salida, que es la forma de hacer las cosas a esos niveles. Es una decisión mala en esta situación porque su estrategia de futuro es la adecuada, y se basa en el éxito de Intel Foundry. Así que, como estaba de moda meterse con Intel, de una noticia de un medio desconocido se hizo bola el hecho de que decía, sin más, que la productividad de la litografía 18A (1.8 nm) de Intel estaba en solo un 10 % a estas alturas del año. Pat Gelsinger ha salido a desmentirlo, aunque ya no trabaje en la compañía. Pero requiere explicación porque el dato del 10 % de productividad puede no ser mentira, sino que depende de algunos factores.

De momento TSMC no tiene rivales en su sector de la fundición de chips ya que Samsung tiene problemas de productividad en sus litografía e Intel está por ver si cumple con las expectativas creadas en su proceso de 1.8 nm que llegará el próximo año. Así que TSMC ha querido despejar ciertas dudas que había sobre su proceso litográfico de 1.6 nm al asegurar que la producción en masa sigue prevista para finales de 2026 porque, bueno, todo va según lo previsto.

Japón ha acelerado sus planes para aumentar la producción local de chips avanzados debido a la alta concentración de empresas tecnológicas que tiene… pero sin acceso local a esos chips. Por eso empresas como Sony, Kioxia o Toyota se aliaron con el Gobierno de su país y el de EUA para crear la fundición Rapidus, que planea la producción en masa de chips a 2 nm para 2027. Pero una vez que tiene diseñado cómo tiene que ser el proceso litográfico, le falta la maquinaria para empezar con las pruebas. Eso empezará en diciembre de la mano de ASML.

Samsung lleva unos años un poco perdida en el sector de la producción de chips, y no será porque no invierta miles de millones de dólares cada año en mejorar. Si embargo, la productividad de su segunda generación de chips de 3 nm con arquitectura de puerta envolvente (GAA) estaría siendo muy baja. Los rumores apuntan a que sería de aproximadamente un 20 %, lo cual estaría muy por debajo del objetivo inicial del 70 %.

Samsung no está cumpliendo con las expectativas de producción con su proceso de 3 nm pero tiene que seguir adelante desarrollando procesos litográficos. El principal problema que tiene es la productividad del proceso de 3 nm, que es especialmente bajo o poco fiable como para atraer clientes, y más le vale que lo resuelta para el de 2 nm, cuya producción en masa estaría planeada para comenzar en el primer trimestre de 2025. Teniendo en cuenta que Samsung ha pedido disculpas esta semana por el bajo rendimiento de esta división, en la dirección deberían ponerse las pilas cuanto antes.

La maquinaria litográfica actual tiene algunos problemas de escalabilidad en lo referente al consumo y tamaño, que va haciéndose mayores a cuanta menor longitud de onda se intenta transferir los diseños a las obleas. Eso requiere un conjunto de lentes más compleja y de mayor calidad, a la vez que mayor potencia de transferencia, lo cual dispara los costes de producir las obleas en el caso de los equipos de luz ultravioleta extrema, y más aún en los de alta apertura numérica. En el Instituto de Ciencia y Tecnología de Okinawa (ICTO), el profesor Tsumoru Shintake y su equipo ha desarrollado una máquina litográfica que reduciría notablemente los costes.