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¿Qué está pasando con los semiconductores? WisdomTree opina

Recientemente escribimos sobre los semiconductores desde la perspectiva del gasto de capital y las políticas gubernamentales destinadas a fomentar un mayor gasto de capital y, en última instancia, la independencia de los semiconductores. Sin embargo, no podemos olvidar mencionar algunos aspectos de la geopolítica actual.

Una mirada simplificada a la cadena de suministro de los semiconductores

Si se simplifica un conjunto bastante complejo de interrelaciones entre países, se puede ver un triángulo con tres esquinas diferentes.

  • Fundidoras: estas empresas fabrican los chips físicos. No hay demasiados actores individuales, ya que los gastos de capital para entrar en este sector son extremadamente altos. Además, no todos tienen las mismas capacidades. Taiwán Semiconductor Manufacturing Co. (TSMC) es conocida por ser capaz de fabricar de manera confiable los chips más avanzados del mundo. Samsung Electronics, Intel y Global Foundries representan otros jugadores importantes.

  • Empresas de Propiedad Intelectual: estas compañías fabrican y venden diferentes diseños gráficos y diseños. ARM, la empresa que actualmente pertenece a SoftBank, es un ejemplo con una gran presencia en el Internet de las cosas (IoT).

  • Herramientas de automatización de diseño electrónico (EDA): si bien en 2021 la EDA solo supuso 10.000 millones de dólares en 2021, una pequeña parte del mercado global de semiconductores, que asciende a 595.000 millones de dólares, pero es esencial para que los fabricantes de chips puedan determinar si un diseño es viable antes de su producción. Cadence, Synopsys y Mentor Graphics son los tres principales actores en este espacio. Juntas, controlan alrededor del 70% del mercado global.

Detrás de cada uno de estos puntos, se esconde mucha historia en forma de experiencia. Esto es importante reconocerlo, ya que es lo que hace especialmente difícil que un actor externo, en este caso China, se limite a reproducirlo.

El ejemplo de ASML

La litografía es el término utilizado para la práctica que consiste en grabar los diseños apropiados en el silicio, que permiten el funcionamiento operativo de los transistores. Más transistores espaciados y más juntos, en pocas palabras, significa un chip más eficiente y capaz. El chip Apple M1 de hoy contiene 16 mil millones de transistores.

El grado de ingeniería de precisión requerido para poder colocar 16 mil millones de transistores en algo cuyo tamaño ni siquiera alcanza el de varias manzanas de la ciudad, y mucho menos podría caber dentro de un ordenador portátil o un teléfono inteligente, es una de las hazañas más impresionantes del ingenio humano que el mundo jamás haya visto. La versión resumida de la historia es que una empresa de los Países Bajos, ASML, fue capaz de asumir un gran riesgo en la década de 2000: la búsqueda de la litografía ultravioleta extrema (UVE).

La UVE era necesaria porque había que emplear longitudes de onda de luz más cortas que permitieran eliminar de forma casi total el silicio átomo a átomo y hacer que los transistores fueran lo suficientemente pequeños, básicamente de 5 nanómetros. Esta luz se genera mediante el destello de un tipo específico de láser 50 mil veces por segundo sobre el estaño fundido.

El desarrollo de la UVE requería tanto capital que sólo una empresa pudo hacerlo: ASML. Los componentes de las máquinas utilizadas llenan cuatro aviones 747 y provienen de empresas específicas alrededor del mundo. El funcionamiento de las máquinas a escala requiere una gran experiencia.

Teniendo en cuenta la temática se pueden intuir las implicaciones geopolíticas. Algunos de los componentes de las máquinas de UVE vienen de los Estados Unidos. Además, hay que tener en cuenta la relación entre el gobierno de los Estados Unidos y el gobierno de los Países Bajos. A consecuencia de estas discusiones y la situación actual, las máquinas de UVE no se están enviando a China.

El caso Nvidia

En agosto de 2022, EE. UU. dio un paso más para limitar las competencias de China en materia de inteligencia artificial (IA) mediante el establecimiento de nuevas restricciones a la exportación de semiconductores muy específicos:

  • Nvidia no podrá vender la unidad de procesamiento de gráficos A100 en China, Hong Kong ni Rusia.

  • Nvidia también tendrá restricciones para vender su próxima serie H100 de chips gráficos en estos mismos mercados.

  • Los usuarios del A100 incluyen a Alibaba, Tencent y Baidu, las empresas que proporcionan algunas de las infraestructuras informáticas en la nube más grandes de China.

Nvidia es la compañía más visible con respecto a este tipo de chips y, al momento de escribir este artículo, registra la mayor capitalización de mercado entre las empresas de semiconductores. No nos sorprendería si en el futuro se pudieran nombrar otras firmas que tengan chips con tipos de capacidad similar.

Conclusión: ¿puede China “hacerlo solo”?

Llegados a este punto, se podría dar un paso atrás y pensar: “Espera, China tiene mega recursos. ¿Por qué no hace sus propios chips?”. No descartamos el hecho de que China pudiera fabricar sus propios chips, pero sería más una cuestión de cuánto tiempo tomaría y qué tan avanzados podrían ser estos chips. El proceso de la UVE fue algo que requirió una mega inversión y unos 20 años. ASML tiene la capacidad de fabricar las máquinas que hace y respaldar a empresas como TSMC que operan a escala, porque tienen la ventaja de aprender de todos los errores cometidos durante todo el proceso. China ciertamente puede hacer esfuerzos a lo largo del camino, pero simplemente gastar dinero no conducirá a un proceso de UVEs efectivo que pueda fabricar los chips más avanzados a escala; la clave es “a escala sin una alta tasa de defectos”.

Durante los cuatro años que han de terminar en 2024, China está programada para completar 31 factores principales de semiconductores. Para 2025, se espera que el 40% de la capacidad mundial para producir chips con nodos de 28 nanómetros esté en China. Esto nos dice que China está haciendo grandes inversiones lejos de la vanguardia absoluta, y debemos recordar que el mundo también necesita de estos chips.

A pesar de que será muy difícil para cualquier país asumir completamente todos los aspectos de la cadena de suministro de semiconductores, pero en 2022 estamos viendo notables esfuerzos en ese sentido, que probablemente continuarán.