La carrera entre TSMC, Samsung e Intel por ser la primera fundición en desarrollar un proceso de fabricación de 2 nanómetros viable comercialmente sigue su curso. A este respecto, TSMC ha confirmado que en abril de 2024 comenzará a instalar los equipos necesarios para la creación de chips basados en esta tecnología en la planta de fabricación de semiconductores que posee en el Parque Científico de Hsinchu.

Así lo ha explicado el director de estas instalaciones, Wang Yongzhuang, que también ha señalado que la intención de la compañía taiwanesa sigue siendo la de comenzar a producir chips con su nodo de 2 nanómetros en 2025, tal y como se había anunciado previamente.

Se estima que la instalación, calibración y validación de los enormes sistemas de fotolitografía ultravioleta extrema de la multinacional holandesa ASML, imprescindibles para la producción de circuitos integrados, llevará aproximadamente un año. Con ese calendario encima de la mesa, es muy probable que la fabricación en grandes cantidades de chips de 2 nanómetros no dé inicio hasta bien entrada la segunda mitad de 2025.

Esta confirmación se produce apenas unos días después de que se haya sabido que TSMC mostró recientemente prototipos de chips creados con su proceso N2 a algunos de sus principales clientes, como Apple o Nvidia.

Mientras tanto, Samsung está ofreciendo descuentos muy suculentos a las compañías que se avengan a utilizar su tecnología de 2 nanómetros, que si no se producen retrasos imprevistos, estará lista también a lo largo de 2025. Esta agresiva política de precios parece que está dando buenos resultados, puesto que la semana pasada se desveló que Qualcomm se habría comprometido a hacer uso de este nodo en los chips de nueva generación que lanzará en el futuro.

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TSMC, Samsung e Intel están inmersas en una batalla tecnológica que debe dilucidar cuál de ellas será la primera en tener listo el proceso de 2 nanómetros que se empleará en los chips de nueva generación que se comercializarán en los próximos años.

En juego hay un mercado que en el último año ha generado una cifra de negocio cercana a los 500.000 millones de euros y que está previsto que crezca significativamente debido a la gran demanda de procesadores ultra rápidos para servicios basados en la inteligencia artificial.

Cuanto más pequeños son los transistores que forman los circuitos integrados, mayor es su rendimiento y menor su consumo de energía. De ahí que Apple, Qualcomm, Nvidia, AMD, MediaTek y la propia Samsung Electronics traten de que sus chips sean fabricados con los últimos y más avanzados nodos disponibles.

Apple suele ser la compañía que estrena los nuevos procesos una vez llegan al mercado debido a los grandes pedidos que puede realizar y el elevado precio que puede pagar por los mismos. Sin ir más lejos, el chip A17 Pro que impulsa al iPhone 15 Pro y al iPhone 15 Pro Max ha sido el primero en ser fabricado con el nodo de 3 nanómetros de TSMC.

Y todo hace indicar que va a suceder lo mismo con el de 2 nanómetros. Tanto es así que, según informa el Financial Times, TSMC ya ha mostrado los primeros prototipos de su proceso N2 a sus principales clientes, con Apple y Nvidia a la cabeza.

También lo está haciendo Samsung, que además está ofreciendo descuentos para tratar de atraer a compañías interesadas en su tecnología. Y es que, el gigante surcoreano ve en el nodo de 2 nanómetros la oportunidad de ganar terreno a TSMC, que actualmente posee una cuota de mercado en la fabricación de semiconductores del 66%, mientras que la de Samsung es del 25%.

Por lo pronto, parece que su estrategia está dando resultados y todo hace indicar que Qualcomm hará uso del nuevo nodo de Samsung en la fabricación de los chips de nueva generación que lanzará en los próximos años.

Sea como fuere, conviene señalar que no está previsto que TSMC, Samsung o Intel tengan a punto esta tecnología hasta la segunda mitad de 2025. Falta por saber si, para entonces, seguirán priorizando los chips móviles, como ha sido norma habitual hasta ahora, o si se decantarán por los de escritorio debido a la enorme demanda que se prevé que exista en torno a los mismos debido a la emergencia de la inteligencia artificial.

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Nvidia está siendo una de las empresas más beneficiadas por la irrupción de la inteligencia artificial. Sus tarjetas gráficas profesionales, que alcanzan precios de decenas de miles de euros la unidad, se han convertido en el estándar de facto para llevar a cabo los ingentes cálculos que se necesitan para entrenar a los modelos de lenguaje de gran tamaño, y ello ha disparado sus ingresos.

Los gigantes tecnológicos están disputando una carrera contrarreloj para desarrollar sus propias soluciones basadas en la inteligencia artificial, y para lograrlo necesitan decenas de miles de estas tarjetas gráficas tan específicas de Nvidia.

La situación ha llegado a tal punto que Nvidia no puede satisfacer la enorme demanda del mercado. De hecho, el volumen de fabricación ha crecido tanto que los ingresos que generan estos productos multiplican por cinco a los de las tarjetas gráficas para videojuegos, que históricamente habían sido la principal fuente de recursos de Nvidia.

Este frenesí se ha traducido en un aumento espectacular de los ingresos de la compañía californiana, que en el último año se han más que doblado. En el primer trimestre del año, se situaban en torno a los 7.000 millones de dólares, mientras que en el tercero han superado los 18.000 millones.

Este incremento tan marcado ha ocasionado que Nvidia supere en volumen de ingresos a TSMC, Intel y Samsung, las otras grandes empresas del sector. A finales de 2022, se situaba sustancialmente por detrás de todas ellas, pero en cuestión de meses las ha dejado atrás y se ha colocado en primera posición:

Concretamente, los ingresos de Nvidia en el último trimestre han llegado a los 18.120 millones de dólares, mientras que los de TSMC han sido de 17.280 millones, los de Intel de 14.160 millones y los de Samsung de 12.520 millones:

Por lo que respecta a los beneficios, Nvidia ha obtenido 10.420 millones, seguida a cierta distancia por TSMC, que ha ganado 7.210 millones. No le han ido tan bien las cosas a Intel, que ha perdido 8.000 millones, ni a Samsung, que también ha acabado el trimestre en números rojos, en este caso de 2.860 millones.

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Apple tiene previsto presentar en las próximas semanas de manera oficial la gama del iPhone 15, que va a estar conformada por el iPhone 15, el iPhone 15 Plus, el iPhone 15 Pro y el iPhone 15 Pro Max. Estos dos últimos modelos van a incluir el novedoso chip A17, que va a ser en el primero en ser fabricado con el proceso de 3 nm que ha desarrollado la multinacional taiwanesa TSMC.

Más allá de estos terminales, es muy posible que Apple introduzca una nueva generación del iMac y, posiblemente, del MacBook Air antes de que acabe el año. Ambos ordenadores estrenarán los chips M3, que se espera que también hagan uso del nodo de 3 nm de TSMC, que destaca por ofrecer un mayor rendimiento y un menor consumo.

Pero además de Apple, se venía rumoreando desde hace meses que Intel también iba a lanzar a finales de año una nueva gama de procesadores que sacarían provecho de este nodo de 3 nm. Algo que parece que finalmente no va a suceder debido a que TSMC está teniendo dificultades para fabricar las unidades necesarias como para satisfacer los gigantescos pedidos del iPhone 15 que ha recibido.

Ante esta tesitura, fuentes cercanas a la cadena de producción del gigante asiático han filtrado que Intel ha sido informada de que deberá esperar hasta principios del año que viene para que se liberen algunas líneas de producción y puedan comenzar las labores de fabricación de sus chips.

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Durante la presentación de su balance financiero del primer trimestre del año, en el que ha registrado unas pérdidas históricas de 2.800 millones de dólares, Intel ha anunciado que ha comenzado la producción a gran escala de sus procesadores Meteor Lake de 14ª generación, que está previsto que se pongan a la venta durante la segunda mitad del presente ejercicio.

Meteor Lake es el primer procesador de Intel integrado por chiplets, unos chips pequeños con un diseño modular que se pueden combinar entre sí para formar circuitos integrados más complejos. Parte de esos chiplets se ensamblarán en las plantas de fabricación de semiconductores de TSMC, mientras que en otro se utilizará el nuevo proceso de 4 nanómetros, denominado Intel 4, que ha desarrollado la multinacional estadounidense.

Intel 4 es el primero de los cinco nodos que tiene previsto lanzar la compañía en los próximos cuatro años. Pat Gelsinger, CEO de Intel, ha indicado al respecto que el desarrollo de dos de ellos ya está casi finalizado. También ha señalado que Meteor Lake incorporará la tecnología de interconexión Foveros, que permite apilar chiplets verticalmente y proporciona, según Intel, un mayor rendimiento en un espacio más reducido.

En el diseño de Meteor Lake se utilizarán hasta cuatro nodos diferentes. El Intel 4 de 4 nm se empleará en el chiplet de la CPU, el N5 de 5 nm propiedad de TSMC en el chiplet dedicado a la GPU, el N6 de 6 nm de TSMC en el SoC y en la capa destinada a los elementos de entrada y salida, mientras que el Intel 16 se utilizará en la matriz Foveros.

Este tipo de diseño con chiplets proporciona a Intel ventajas a nivel de costes, ya que le permite emplear nodos antiguos para funciones en las que el rendimiento no es primordial, y se reserva los procesos de fabricación más nuevos y caros para las capas en las que la capacidad de procesamiento sí es esencial.

En el futuro, también le dará la opción de cambiar algunos de los chiplets actuales por otros más modernos, mientras mantiene el resto. Un método con el que podrá crear procesadores más potentes con un coste de desarrollo significativamente más bajo que si hubiera tenido que crearlos desde cero.

FOTOGRAFÍA: DAVID LATORRE ROMERO

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TSMC ha revelado su hoja de ruta en torno al nuevo proceso de fabricación N2 de 2 nanómetros que tiene previsto estrenar en 2025. La compañía taiwanesa ha explicado al respecto que este nodo será el primero en el que implemente la tecnología GAAFET en lugar de FinFET, que es la que emplea actualmente.

GAAFET utiliza transistores que generan una menor corriente de fuga, presentan una mayor densidad por unidad de superficie y ofrecen la posibilidad de ajustar la anchura del canal para incrementar el rendimiento o reducir el consumo.

TSMC ha indicado que esta tecnología mejorará las prestaciones por transistor entre un 10% y un 15% y reducirá el consumo entre un 25% y un 30%. Además, permitirá que la densidad de transistores aumente en más de un 15% en relación al proceso N3E de 3 nanómetros que estrenó recientemente y que está utilizando actualmente en la fabricación de los chips A17 de Apple.

Así mismo, ha confirmado que tiene previsto que la producción a gran escala de circuitos integrados fabricados con el nodo de 2 nanómetros comience a finales de 2025. También ha señalado que, en los ensayos que está realizando en sus laboratorios, está obteniendo un rendimiento que se sitúa por encima del 80% respecto a las especificaciones finales que espera obtener cuando finalice su diseño, y que el ratio de chips creados con este proceso que no presentan fallos se sitúa ya por encima del 50%.

Finalmente, TSMC ha dado a conocer que está desarrollando otro proceso llamado N2X que se empleará en la fabricación de chips de alto rendimiento que precisan de frecuencias de reloj y voltajes más elevados, aunque no ha esbozado las ventajas específicas que aportará este nodo ni cuándo espera tenerlo listo.

FOTOGRAFÍA: RYAN

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TSMC está teniendo dificultades para alcanzar los volúmenes de producción necesarios para cumplimentar los pedidos de chips de 3 nanómetros que le ha efectuado Apple. Así lo recoge el medio asiático EE Times citando a fuentes cercanas a la cadena de producción, que apuntan que la empresa taiwanesa está empleando este proceso en la fabricación del chip A17 que incluirá el iPhone 15 Pro.

De acuerdo a esta información, el problema reside en que el porcentaje de chips creados con el nodo de 3 nm que están superando la inspección de fabricación y que son, por lo tanto, considerados aptos para ser vendidos, se sitúa en estos momentos en el 55%.

Aunque TSMC estrenó esta tecnología el pasado 29 de diciembre, el iPhone 15 Pro está siendo el primer producto en el que la está empleando para producir chips a gran escala. La intención del conglomerado taiwanés es que el porcentaje de SoC válidos aumente en un 5% cada trimestre y se sitúe en torno al 70% a finales de año.

Unas cifras que deberá alcanzar para poder satisfacer los grandes pedidos que le han efectuado, además de Apple, otras empresas tecnológicas como Intel, AMD o Nvidia. De hecho, el CEO de TSMC señaló la semana pasada que, hoy por hoy, la demanda de sus clientes supera su capacidad de producción.

La única compañía que también ha desarrollado un nodo de 3 nanómetros es Samsung, pero, según apuntan diversos medios, el porcentaje de procesadores defectuosos es muy elevado, a lo que hay que sumar que el rendimiento que ofrecen los chips que son considerados válidos es más bajo que los que se producen con la tecnología de TSMC.

Ambas circunstancias han provocado que las mayores compañías del sector se decanten por TSMC para fabricar sus chips y que Samsung sólo sea una opción cuando su competidora no pueda cumplimentar los encargos por dificultades de producción o porque el gigante surcoreano ofrezca descuentos a quienes se decanten por su nodo.

IMAGEN: TRANG TRAN

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El lanzamiento de los procesadores Intel Arrow Lake de 15ª generación se va retrasar hasta finales de 2024. Así lo afirma Digitimes, un medio asiático conocido por las fuentes que posee en la cadena de suministros de un gran número de productos tecnológicos.

Teniendo en cuenta que las líneas de producción que se emplean en productos con una demanda tan masiva como éste requieren de un cierto tiempo para alcanzar unos niveles de fabricación adecuados, probablemente será necesario esperar hasta la segunda mitad de 2025 para que Arrow Lake esté ampliamente disponible en todo tipo de comercios online.

Intel ha confirmado que va a fabricar la CPU de estos chips en sus propias plantas de semiconductores, mientras que de la GPU se encargará TSMC, que hará uso de su nodo de 3 nanómetros, después del acuerdo al que llegaron hace unos meses ambas compañías.

Antes de Arrow Lake, está previsto que Intel lance su 14ª generación de procesadores, denominados Meteor Lake, a finales de este mismo año. Al igual que sucederá con Arrow Lake en 2024, la CPU se ensamblará en las instalaciones de Intel haciendo uso de un proceso de 7 nanómetros, mientras que la GPU correrá a cargo de TSMC, que utilizará su nodo de 5 nanómetros.

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Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, más conocida por sus siglas TSMC, va a dar inicio a la producción a gran escala de una nueva generación de chips fabricados con su nuevo nodo de 3 nanómetros esta misma semana.

La empresa de fundición de semiconductores más grande del mundo va a ensamblar estos procesadores a partir del 29 de diciembre en las novedosas instalaciones que ha estrenado en el Parque Científico del Sur de Taiwán. En un primer momento estaba previsto que la producción de estos chips comenzara en septiembre, pero finalmente no será hasta finales de año cuando se empiecen a satisfacer los primeros pedidos de sus clientes.

Tradicionalmente, el cliente más importante de TSMC es Apple, que suele ser la primera firma en sacar partido de los nuevos procesos que desarrolla la multinacional taiwanesa. Una circunstancia que ha llevado a que, desde hace tiempo, se especule con que los primeros chips de 3 nm serán el M2 Pro, M2 Max y M2 Ultra que equiparán la nueva generación de MacBook Pro, Mac Mini y Mac Studio que se lanzarán a lo largo de 2023.

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A estas alturas es de sobras conocido que desde principios de 2020 existe una escasez global de semiconductores que afecta a industrias tan diversas como la automoción o la electrónica de consumo. El origen de la misma se encuentra en la pandemia que ha bloqueado durante meses multitud de líneas de producción a nivel mundial y en la guerra comercial entre Estados Unidos y China.

El error que muy a menudo se comete es asumir que la falta de componentes se limita a procesadores y chips gráficos de última generación como los que equipan teléfonos móviles, consolas, tarjetas gráficas, tablets u ordenadores. Y es que, si bien es cierto que la demanda de este tipo de circuitos integrados supera a la oferta disponible, no son los únicos que escasean.

Tanto es así que el CEO de TSMC, el mayor fabricante mundial de semiconductores, ha lanzado la voz de alarma advirtiendo que la escasez de chips muy baratos, que en algunos casos apenas cuestan unos céntimos, está limitando la producción de sistemas de litografía ultravioleta extrema que cuestan más de cien millones de euros y que se necesitan para la fabricación de los SoC que utilizan, entre otras, Apple, Samsung, AMD o Intel.

El ejecutivo taiwanés ha ido más allá y ha indicado que, en estos momentos, la falta de unos chips de radio que tienen un precio de apenas 50 céntimos está condicionando la fabricación de coches que en algunos casos se venden por más de 50.000 euros.

Los automóviles, ha añadido, utilizan de media un 15% más de circuitos integrados cada año, mientras que los teléfonos móviles incluyen actualmente entre el doble y el triple de chips respecto a cinco años atrás. Ello está provocando que las empresas de estos sectores estén teniendo dificultades para conseguir todos los componentes electrónicos que necesitan.

A tal efecto, ha subrayado que TSMC está construyendo nuevas plantas para la fabricación de chips de bajo coste ya que las instalaciones que posee desde hace décadas no pueden hacer frente a la demanda actual. Ello probablemente implique que el precio de estos componentes suba en los próximos meses.

Según el CEO de TSMC, entre finales de este año y principios del que viene esta crisis debería empezar a dar síntomas de mejora, pero ha añadido que no puede afirmar que eso vaya a suceder con seguridad debido a la gran demanda que todavía existe de determinados componentes.

FOTOGRAFÍA: VISHNU MOHANAN

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