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Para continuar reduciendo el tamaño de los transistores se va a necesitar en breve los escáneres litográficos de alta apertura numérica (AN), y la única empresa que los va a producir durante bastantes años va a ser la neerlandesa ASML. Pero a su vez, son máquinas de un coste enorme que tampoco van a estar al alcance de cualquier fabricante de chips, porque el escáner Twinscan EXE:5200 tiene un precio de 300-400 millones de dólares, o incluso más según algunos analistas. ASML solo entregará unas pocas unidades anualmente, y la primera este mismo año.

Intel está dando pasos de gigante en el desarrollo de sus procesos litográficos, después de años y años estancada en los 14 nm. El siguiente proceso que llegará al mercado es el de 4 nm, llamado egocéntricamente Intel 4 (realmente el nodo se llama simplemente «4»), que aunque vendría a ser un nodo de 7 nm según la nomenclatura antigua, ahora es uno de 4 nm. Hace tiempo que hablar de los nodos litográficos en términos de nanómetros dejó de tener sentido, pero el cambio vino para no alejarse de su competencia. Sobre todo TSMC, de cuyo nodo de 3 nm ha dicho que tiene poco que envidiar con su Intel 4.

El sector de la producción puntera de chips tiene entre manos varias formas de mejorar su rendimiento y consumo porque ya no sirve solamente con reducir el tamaño de los transistores. No sirve desde hace bastante, pero ahora se precisa aplicar ciertas técnicas de las que se viene hablando a nivel universitario desde hace unos años. Una de ellas es la entrega trasera de energía (backside power delivery) y que Samsung podría usar en una futura revisión de su proceso de 3 nm o dejarla para los 2 nm.

EUA lleva unos años en una guerra tecnológica con China con el pretexto de que su industria militar no supere a la estadounidense. Para ello ha prohibido la exportación a China de chips y equipos de producción litográfica que hagan uso de tecnologías estadounidenses. La situación se ha recrudecido en el último año, y finalmente ya se ve claramente que el mercado chino de los semiconductores está siendo impactado por las sanciones.

EUA y Japón están colaborando en la producción de chips a 2 nm para añadir otro competidor al mercado. Lo hacen a través de Rapidus, una empresa participada por SoftBank, Kioxia, Toyota, Sony, Denso, MUFG Bank y NEC, así como los gobiernos japonés y estadounidense. Se espera que la producción empiece en algún momento de 2025, pero el coste no va a ser barato frente a otros procesos litográficos autóctonos de Japón: se calcula que será al menos diez veces superior.

Lo que sigue generando muchos ingresos a las fundiciones de chips en un momento de hundimiento de la demanda y de ingresos son los chips de inteligencia artificial y de criptominería. Samsung ha dicho que está produciendo con su proceso litográfico de 3 nm, pero ningún chip ha llegado al sector consumo por la coyuntura económica. Sin embargo, ahora han identificado un chip chino de criptominería que está usando esa litografía.

ASML ha anunciado sus resultados financieros del segundo trimestre de 2023 y son en general bastante buenos. Ha conseguido ingresar 6900 millones de euros con unos beneficios de 1900 M€, teniendo además un margen bruto del 51.3 %. Intertrimestralmente apenas supone una mejora. También ha indicado que ha firmado pedidos por 4500 M€, siendo un 35 % de ese montante de reservas de equipación de luz ultravioleta extrema (UVE).

Hay cierto runrún dentro del sector de los semiconductores sobre que la productividad de la litografía de 3 nm TSMC es bastante baja. Se habla incluso de que se sitúa sobre el 55 %, lo que estaría llevando a que Apple podría estar pagando por chip bueno y no por oblea producida. Una productividad del 55 % es terriblemente bajo. Incluso un 65 % lo sería para que un proceso litográfico sea rentable para cualquier fundición. Samsung aparentemente también tendría una baja productividad en su proceso de 3 nm, y sería en torno al 60 %.

Huawei está en una situación peliaguda porque es una empresa con fuertes vínculos con el Gobierno chino y los gobiernos occidentales han estado prohibiendo o restringiendo el uso de su tecnología. Lo llaman un potencial espía chino, sea cierto o no, aunque en Occidente países como Francia quieran legalizar el espionaje de sus ciudadanos. «Es que es distinto, no lo entiendes», me dirán algunos. Sea como sea, Huawei estaría buscando reflotar a su filial HiSilicon en la producción de chips 5G para poder lanzar móviles al mercado con esta tecnología.

Los procesos litográficos punteros suelen usarse para los chips lógicos como CPU y GPU, mientras que la mayoría de chips se fabrican con procesos litográficos maduros o bastante menos punteros. Intel ha desarrollado un nuevo proceso de 16 nm (Intel 16) para cubrir las necesidades de fabricación de esos otros chips, igualmente importantes en el día a día como son chips analógicos, comunicaciones, almacenamiento, o de otros usos en sectores como el militar o aeroespacial al contar con las certificaciones adecuadas.