La Corporación Internacional de Fabricación de Semiconductores (SMIC), el mayor fabricante de chips de China, ha logrado un gran avance. TechInsight, una empresa canadiense de medios tecnológicos, anunció que SMIC ha avanzado su tecnología a un proceso de casi 7 nanómetros (nm), que podría ser un trampolín hacia un verdadero proceso de 7 nm. Según TechInsight, los productos SMIC fabricados con el proceso cuasi-7nm se han enviado durante un año. Algunos medios argumentaron que el avance del SMIC demuestra que el bloqueo de EE.UU. es demasiado pequeño, demasiado tardío y desactualizado.
El nodo de proceso de chip más avanzado de SMIC fabricado con éxito en el pasado ha sido el de 14 nm, aunque siempre ha hecho grandes intentos de avanzar hacia un nodo de proceso avanzado (por debajo de 10 nm). Sin embargo, debido a que la Oficina de Industria y Seguridad de los EE. UU. incluyó a SMIC en diciembre de 2020 en la lista de entidades destinada a limitar la capacidad de SMIC para alcanzar nodos de tecnología avanzada de 10 nanómetros o menos, se le ha impedido proporcionar la litografía de recepción ultravioleta extrema requerida ( EUV) de ASML en los Países Bajos.
El uso de una máquina EUV teóricamente no es necesario para fabricar los nodos de proceso avanzados. Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC), el principal fabricante de semiconductores del mundo, utilizó equipos de litografía ultravioleta profunda (DUV) en las primeras etapas de su producción en volumen de 7 nm. Sin embargo, el uso de máquinas DUV requiere más capas de máscara, lo que significa más tiempos de exposición y más complejidad. Esto dará como resultado un menor rendimiento y un mayor costo para cada chip, lo que hace que este proceso sea comercialmente inviable en la actualidad.
Pero la industria de los semiconductores tiene una importancia estratégica para China. La capacidad de fabricar chips avanzados es más importante que los precios de esos chips. Parece que SMIC en realidad está avanzando para aprovechar esta tecnología más antigua para lograr avances tecnológicos. En octubre de 2020, se informó que SMIC había desarrollado con éxito chips «cuasi-7nm» con el proceso FinFET N+1 utilizando máquinas DUV.
El presidente de TSMC, Dr. Mark Liu dijo que el proceso de 7 nm es un avance completo y un punto de inflexión en la fabricación de semiconductores. La mayor diferencia entre el proceso de 7nm y el de 14nm es que la cantidad de transistores por unidad de área aumenta considerablemente en el proceso de 7nm y el consumo de energía se reduce significativamente. Esto hace que los chips de 7nm sean mucho más potentes que los de 14nm, pero también más económicos. Por ejemplo, el costo de un chip de 7nm en 2020 fue de $233, que no solo fue menor que el costo de $331 de un chip de 16nm, sino también menor que el costo de $238 de un chip de 5nm. Además, el rendimiento del procesador del centro de datos A100 Tensor Core de NVIDIA, que utiliza el proceso de 7nm de TSMC, se ha incrementado 20 veces, lo que permite que el centro de datos que originalmente requería 25 bastidores se reduzca a un solo bastidor.
En otras palabras, los chips de 7nm no solo reducen los costos operativos, sino que también brindan una alta potencia de procesamiento que hace que la IA, la computación en la nube y 5G sean económicas para aplicaciones comerciales y militares.
Industria de semiconductores de China acelera para mejorar autosuficiencia
Existe una gran brecha entre el consumo de chips y la fabricación de chips en China, lo que significa que la tasa de autosuficiencia de chips es baja. En 2021, el tamaño del mercado de semiconductores de China fue de aproximadamente 186 500 millones de USD, de los cuales solo 31 200 millones de USD en chips fueron fabricados en China por empresas nacionales y extranjeras, un índice de autosuficiencia del 16,7 %. Además, las empresas con sede en China fabricaron chips por un valor de solo $ 12.3 mil millones, lo que representa solo el 6.6 por ciento del consumo interno.
Para lograr el objetivo delineado por la iniciativa Made in China 2025, se debe lograr una tasa de autosuficiencia del 75 por ciento para 2030. Bajo tal presión, no es difícil entender por qué China ha subvencionado a las empresas de semiconductores para construir fábricas con diversos incentivos políticos. Si bien hay casos notorios de «fábricas incompletas» en el desarrollo de la industria de semiconductores, la falla no ha hecho que China retroceda en su política de apoyar plenamente las fábricas de semiconductores.
La experiencia del desarrollo de la industria electrónica en el pasado ha demostrado a los planificadores de políticas de China que, aunque la industria de semiconductores de China va a la zaga de los fabricantes extranjeros en términos de escala de producción y tecnología, hay dos efectos que empujarán a China a apoyar a una gran cantidad de empresas de semiconductores a través de políticas. . En primer lugar, una gran cantidad de fabricantes chinos pueden «comerse» el mercado, comprimiendo el espacio para las fundiciones de obleas de segundo y tercer nivel. Según un informe, para fines de 2024, China liderará el mundo en la construcción de 31 nuevas fábricas de chips, superando las 19 en Taiwán y las 12 en los Estados Unidos. Dado que la mayoría de las 31 nuevas fábricas en China producirán nodos de procesos maduros, habrá poco impacto en los principales fabricantes como TSMC, Intel y Samsung, todos los cuales utilizan procesos avanzados. Sin embargo, la táctica «Fab Sea» de China puede ejercer una enorme presión sobre otros fabricantes de procesos establecidos.
Dado que se ha acumulado un exceso de inventario en algunas áreas de la industria electrónica y el mercado espera que haya un exceso de capacidad de fabricación de chips después de 2023, la competencia de precios es inevitable. Las fundiciones que utilizan procesos maduros no podrán competir con las fábricas de semiconductores chinas que disfrutan de grandes subsidios políticos. Es posible que algunas fundiciones de segundo y tercer nivel tengan que retirarse del mercado, lo que permitirá que las fundiciones chinas dominen el mercado de procesos maduros.
En segundo lugar, si una o dos empresas chinas pueden destacarse entre la gran cantidad de fundiciones respaldadas por políticas, existe la esperanza de que este «campeón nacional» pueda competir o incluso dominar en el mercado de procesos avanzados. Lenovo en el campo de PC/portátiles y Huawei y ZTE en comunicaciones se diseñaron en un modelo de este tipo. Y SMIC podría ser la empresa china líder en competir en el campo internacional de los semiconductores avanzados y romper el dominio tecnológico de los Estados Unidos. El avance de 7nm descubierto por TechInsight es la mejor prueba.
En el pasado, las empresas chinas de diseño de chips fueron sancionadas por Estados Unidos y no pudieron usar el proceso avanzado de TSMC para lanzar nuevos productos al mercado. Si SMIC puede extender el proceso de 7 nm a los productos de otros fabricantes chinos, permitirá que China acelere su progreso en inteligencia artificial, computación de alta velocidad y 5G, etc. La aceleración permitirá a China lograr su objetivo de pasar de ser un “gigante manufacturero” a una “potencia mundial manufacturera”.
La eficacia de la lista de entidades debe reevaluarse
Actualmente sabemos muy poco sobre los envíos de 7 nm de SMIC, las tasas de rendimiento y los precios; ni siquiera está claro si hay otras aplicaciones. Sin embargo, se espera que un mayor desarrollo del proceso de 7nm traiga avances en inteligencia artificial y computación de alta velocidad a China. Esto, a su vez, aumentará las amenazas económicas y militares de China no solo para Taiwán sino para todo el este de Asia.
China se ha fijado el objetivo de lograr la «modernización total» 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 hipersónicos requieren el soporte de chips avanzados. El solo hecho de evitar que China adquiera máquinas EUV no evitará que China avance en chips de proceso avanzado, lo que en última instancia ayudará a su desarrollo militar. Se requieren más esfuerzos.
Estados Unidos ahora está tratando de ejercer presión diplomática sobre Japón y los Países Bajos para extender el actual embargo EUV a las máquinas DUV. Algunos pueden argumentar que el aislamiento de China solo aceleraría su marcha hacia la autosuficiencia. Desde la historia pasada de la industrialización de China, la ambición de China no se detendrá hasta que el país domine todo el mercado. Por lo tanto, restringir China a la adquisición de máquinas EUV no cumplirá el propósito original de evitar que China fabrique nodos de tecnología avanzada de 10 nm o menos.