Después de años cubriendo la realidad de TSMC, repasamos a fondo su enfoque a los SoC, los planes de litografía y cómo le puede afectar a TSMC las sanciones a China.
TSMC es quien fabrica la mayoría de los chips que hay a nuestro alrededor, y más si nos rodeamos de tecnología punta. La fabricación de semiconductores era un oligopolio que pasó a ser un duopolio para, luego, TSMC avanzar brutalmente a convertirse en un monopolio. No hay plan sin fisuras, y voy a contar todo lo que sé después de tantos años cubriendo a esta empresa.
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TSMC y los SoC: los planes de litografía hasta 2026
Los clientes te hacen pedidos, tú los recibes y te pones en marcha. Imagina que te piden procesadores todos los años, pero de repente ves que varios clientes empiezan a pedir menos fabricación porque ahora quieren SoCs. ¿Qué haces? Especializarte en SoC, esa es la decisión que tomó TSMC desde 2018; no solo eso, sino que decidieron invertir en I+D para toda la tecnología de SoC.
Y no lo digo yo, lo dicen ellos mismos en su web dentro del apartado «Future R&D Plans«. Seamos sinceros, nunca se han tomado en serio a los SoC en términos de procesamiento computacional hasta que Apple prescindió de Intel; entonces, ahí sí que decimos, ¡cuidado!
Sustituir de «la noche a la mañana» CPUs x86 por SoC en portátiles no es moco de pavo, pero se volvió a infravalorar a estos chips: «solo es por la relación rendimiento/eficiencia». Vale, hasta que ves que Apple va desarrollando el M1 original para evolucionar más y más, terminando por quitar a Intel de todos los equipos Mac. Entonces, la cosa cambia.
¿Soy amante de Apple? En absoluto, pero la única marca que ya potenciaba portátiles en forma de SoC era Qualcomm con ciertos Snapdragon, siendo de gama baja (Chromebooks, etc.). Fue Apple quien metió presión al planteamiento de la CPU x86 porque veían que consumían demasiado, así que SoC para todos.
Intel vio el movimiento y con la llegada de la 12ª generación de chips portátiles empezamos a ver la palabra «SoC» en las diapositivas de presentación de Alder Lake-H o Alder Lake-P. Los de Arizona estaban modulando a otro camino, por lo que vemos «SoC» en cualquier diapositiva de procesadores de escritorio.
¿Cuál es la hoja ruta de TSMC? Los taiwaneses ya están fabricando en masa el nodo N3E de 3 nm de 2ª generación para Alphawave y el SoC A17 Pro de Apple ya viene con un proceso N3B. TSMC apuesta a largo plazo por el proceso de 3 nm, llegando en 2024 el N3P y el N3AE, nodos que mejorarían el actual; de hecho, en 2025 y en 2026 saldrían los N3X y N3A respectivamente.
Sin embargo, TSMC ya ha puesto fecha a los 2 nm, siendo en 2025 cuando llegue para los componentes más sofisticados. Terminemos con datos:
- N3E es superior en un 18% al nodo de 5 nm, además de reducir la energía en un 32%.
- N2 traería una mejora de rendimiento del 10% al 15% a mismo consumo que N3 .
- Reducción de potencia a misma velocidad del 25% al 30%.
- Densidad de transistores superior a 1.15x.
- Este proceso utilizará transistores GAA.
- Ya en 2026, vendrían las versiones N2X y N2P, que evolucionarían la versión estándar de 2 nm.
Por tanto, todavía queda mucho para llegar a 1 nm y sobrepasarlo.
Guerra comercial entre China y Estados Unidos por la IA
Hay una guerra comercial entre China y Estados Unidos por la inteligencia artificial, la cual comenzó con NVIDIA como protagonista. EE.UU prohibió la venta de GPUs H800 a China, así que NVIDIA lanzó las A800 (un modelo capado) para China. Estas tarjetas gráficas eran usadas en centros de datos para entrenar inteligencia artificial, una tecnología tan potente que puede ser peligrosa en malas manos.
Los yankees pensaban que ello frenaría las importaciones, pero va a ser que no y NVIDIA se hizo de oro vendiendo A800 a China. El Gabinete de Biden decidió tomar una decisión: prohibir la exportación de estas GPUs a China, claudicando finalmente Jensen Huang con dicha restricción.
¿En qué afecta a TSMC? En varios puntos:
- Depende de a quién preguntes, Taiwán es un Estado soberano o Taiwán es una provincia de China. Esto es un problema enorme en comercio internacional.
- China ha amenazado varias veces con invadir a Taiwán. Dirigentes de TSMC han dicho que dejarían inutilizadas sus instalaciones para que los chinos no se apropiaran de ella.
- China ve con recelo a TSMC, así que han empezado a invertir ingentes cantidades de dinero en industria de semiconductores.
- Las restricciones de EE.UU no solo afectan a China, sino que el daño colateral es TSMC porque es quien fabrica las GPUs de NVIDIA. Si NVIDIA no le hace pedidos, TSMC no ingresa.
- Estados Unidos ha amenazado también con invadir Taiwán en caso de que China «se ponga nerviosa». Ya sabéis que EE.UU es experta en repartir democracia por el mundo (nótese la ironía).
En resumen, hay una especia de «guerrra fría» entre China y EE.UU, pudiendo TSMC sufrir daños colaterales. De ser así, se frenaría mucho el avance de litografía, y los fabricantes restantes son Intel y Samsung. Bastante tiene Intel con sí misma, como para ocuparse de pedidos de litografía avanzada de terceros, pero Samsung obtendría el monopolio si eso pasase.
AMD se pasa al SoC de la mano de TSMC
Si TSMC cae, AMD va detrás, eso tenedlo por seguro. Una de las grandes desventajas de depender de un tercero que te fabrica los chips, es que a ese «tercero» le pase algo grave. Muchos os preguntáis si AMD va a apostar por el SoC, tal y como está haciendo Intel, pero ya os digo que TSMC está preparada de igual manera.
¿Y si os digo que AMD ya tiene SoC? Se llaman AMD Zynq 7000 y están enfocados para inteligencia artificial, basados en XDNA, siendo utilizados por Tektronix y Reconova (detección de rostros). Realmente no son de AMD, sino de Xilinx, una empresa que adquirió AMD por su experiencia en IA. Estos AMD Zynq 7000 están basados en diseño ARM con varios núcleos , con procesadores Cortex-A9 basados en 28 nm.
Otro ejemplo son los SoC AMD de PS5 y Xbox Series X, pero quien ha cobrado protagonismo últimamente son los Ryzen Z1 de las consolas portátiles Steam Deck o ASUS ROG Ally. Al final, son procesadores portátiles, pero ya vemos como la palabra «SoC» se va metiendo en las presentaciones del Red Team. Deciros que los Ryzen Z1 vienen con núcleos híbridos Zen 4 y Zen 4c, pero además cuenta con SMT (HyperThreading).
Está ocurriendo lo mismo que hizo Apple:
- Introducir los SoC en portátiles y dispositivos móviles.
- Extenderlos a equipos potentes o de sobremesa.
Las últimas filtraciones que hemos visto son que AMD Zen 5 está listo para 2024 y que habrá 16 núcleos en un chip, así que sería una pista de que podríamos encontrarnos con núcleos Zen 5c. Se empiezan por los núcleos, se tocan arquitecturas y al final tienes un SoC en la placa base.
Samsung puede remontar gracias al SoC
Si de algo tienen experiencia los coreanos… es fabricando SoCs. Samsung Foundry tiene SoCs en la mayoría de dispositivos de la marca:
- Smart TVs.
- Tablets.
- Smartphones.
- Smartwatches.
- Aspiradoras.
- Frigoríficos.
- Etc.
Pero, si hablamos de alto rendimiento, Exynos es la primera palabra que nos surge en la cabeza. Los coreanos han demostrado tener un ecosistema bien montado que es capaz de hacerle frente a Apple, aunque no haya hecho «ascos» a Qualcomm con sus Snapdragon.
Si ahora TSMC apuesta por los SoC, Samsung tiene la oportunidad de colocarse por delante porque pocos tienen mejor experiencia que ellos en fabricar estos chips. La única desventaja que tiene Samsung son los clientes: TSMC tiene a Apple, Huawei, AMD y Qualcomm, ¡nada menos! De éstos aprenden mucho los taiwaneses, ya os lo digo.
Así que, puedo deciros que de 2024 a 2026 va a haber un auge en SoC brutal, pudiendo desaparecer la CPU x86 de muchos sobremesas. Cierto es que veo complicado sustituir a los Intel Core i9 y AMD Ryzen 9, especialmente las ediciones 7950X o X3D. AMD tiene el reto de seguir con 3D V-Cache en SoC, algo nada sencillo, pero contad con que en 2026 los socket de las placas base pueden cambiar bastante.
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