Xip: el xicotet déu de totes les coses

Vaja per davant que els xips són indispensables en una societat moderna com la nostra. Tot el que mou una mica de manera elèctrica, o controla algun procés, o gestiona i intercanvia algun tipus d'informació, no de viva veu, tam-tam o senyals de fum sinó per mitjans electrònics necessita xips. La seua omnipresència li ha donat un immens poder.

El creixement d'un déu

En els 75 anys que van des de la invenció del transistor en els Bell Labs fins als nostres dies s'ha posat en marxa la indústria més complexa, fructífera i habilitadora que l'enginy humà ha produït. Els xips són omnipresents i han evolucionat.

Quan al principi de la dècada del 2010 es volia sorprendre a l'audiència general sobre la capacitat d'integració de la microelectrònica, es deia que en xips d'al voltant d'1 cm² s'integraven mil milions de transistors, tants com xinesos hi ha a la Xina. Ara en un xip s'arriba a integrar més de vint vegades la població mundial i, per espectacular que esta dada semble, segurament és l'afirmació d'este article que pitjor envellirà. El xip es va convertir així en un déu reencarnat de grandària nanomètrica.

Per a poder mantindre esta contínua fugida cap avant, tan complex és fer evolucionar la tecnologia com cuidar que la seua cadena de subministrament no s'interrompa. Sense xips, no som res. Per a això, fa falta (molta) demanda, (molta) oferta i que ambdues estiguen alineades.

El tensionado control dels xips

Els actors del disseny (fabless) i de la fabricació (foundries) dels semiconductors estan separats, no sols filosòficament, també geogràficament.

Simplificant, el disseny està en Silicon Valley i la fabricació està al Sud-est Asiàtic, sobretot a Corea i Taiwan i especialment en este últim, que produïx les dos terceres parts dels xips que uns altres dissenyen.

Entre les quals s'ocupen del disseny (fabless) estan Apple o NVIDIA, però també Google i Amazon. Entre les rares avis que encara fan les dos coses, dissenyen i fabriquen, estan Texas Instruments i Analog Devices, que no són competència en la carrera dels nanòmetres, i, singularment, Intel, que s'ha desfonat.

Entre les moltes capacitats necessàries per a la nanocarrera, una primordial és la de dibuixar coses tan diminutes com l'ADN a escala real. El nom propi #ací és ASML, una empresa holandesa, que va tindre la fortuna d'estar en el moment adequat en el lloc adequat.

Gràcies a un desenrotllament de tres dècades amb inversions interessades a fons perdut de mecenes com Intel, Samsung o TSMC, ASML és una excepció europea: té l'exclusiva en el mercat de les màquines EUV imprescindibles per a fabricar xips nanomètrics avançats. Cadascuna d'eixes màquines supera de manera folgada els 100 milions d'euros i les noves generacions triplicaran eixe preu sense dificultat. Per a enfocar la seua rellevància, ASML és una de les afectades per les sancions d'EE.  UU. que els impedix vendre màquines a la Xina.

Afegim un nom propi més a la partida. D'entre les empreses fabless, NVIDIA puja com la #espuma gràcies a un producte particular: les GPU.

El tresor en la GPU per a IA

La GPU és un tipus de processador (PU vol dir processing unit) que prové de la indústria dels videojocs (la G és de graphic). Per a poder mostrar plans creïbles i plens de dinamisme, estos processadors realitzen multitud de càlculs ràpids sobre tots els píxels de les imatges alhora. Eixa capacitat de processament en paral·lel és precisament el que necessita la intel·ligència artificial.

La IA és la nova aplicació cridada a tirar del carro de la fabricació de semiconductors, secundant als mòbils, els servidors de xarxa o la internet de les coses. De fet, el (doble) xip B200 de NVIDIA és el que actualment integra major nombre de transistors, fins a 200 000 milions d'ells fent ús de tecnologia de 4 nm.

Este tipus d'aplicacions amb capacitat de creixement exponencial són necessàries per a alimentar al “xicotet déu de totes les coses” i assegurar que les costosíssimes màquines de les seues costosíssimes megafábricas no es parixen.

Però podrien arribar a parar-se?

La postpandèmia i la indústria de l'automòbil

La crisi dels semiconductors a causa de la seua escassetat postpandèmia ha sigut un exemple de les conseqüències d'un desajustament entre l'oferta i la demanda en la qual, entre altres, va eixir perdent particularment la indústria de l'automòbil.

La cadena de valor dels semiconductors és falsament global; en realitat està hiperconcentrada en pocs actors i localitzada en regions geològicament i políticament tensionadas. L'anellada de la crisi postpandèmia va posar de manifest algunes de les seues costures, i regions del globus que en el seu moment van optar per deixar marxar la producció de xips ara activen programes per a recuperar sobirania tecnològica.

La supremacia de Washington o Pequín

La sobirania és un concepte al qual s'aspira hui dia a Europa, per a tindre una certa autonomia estratègica donada la importància industrial dels xips. Però a Washington i Pequín, que es discutixen el futur rol de primera potència, on es llig sobirania se sobreentén supremacia.

Un dels grans reptes del món dels semiconductors és explorar si la cadena de subministrament dels xips pot reconfigurar-se de manera que no s'arrisque a sucumbir a crisis climàtiques o vaivens en el preu de l'energia i del transport, així com a determinats polsos geopolítics que porten amb si tant guerres comercials com eixes altres en les quals es disparen tirs i no aranzels.

Altres reptes són: fer avançar la tecnologia per a continuar aconseguint majors cotes de miniaturització (hi ha fulls de ruta que apunten a 0,2 nanòmetres en 2036), i aconseguir eixa complexitat d'una manera econòmicament viable i mediambientalment sostenible, ja que estem parlant de tecnologies de creixement exponencial i la humanitat i les seues necessitats continuaran multiplicant-se.

Per eixe camí, que no és de roses, no estaria de més evitar noves maneres de disparar-nos al peu.

Especulació i fenòmens extrems en l'economia

Conegut és que la capacitat d'inventiva, idealització i fabulació del Homo sapiens traslladada a l'economia ha portat al fet que el seu component especulatiu siga molt important.

Esta manera d'operar ha portat als mercats l'equivalent del canvi climàtic: una major freqüència de fenòmens extrems amb successió de bambolles i correccions severes.

A la fi de juliol, el sector tecnològic va perdre un bilió de dòlars en capitalització borsària en el mercat americà. Algunes de les causes van ser dubtes en la implantació i el retorn econòmic a curt termini de la IA o la incertesa generada per l'enfrontament xinés-americà en l'àmbit dels xips.

Els índexs borsaris prenen la mesura del pols emocional dels sectors productius, però condicionen els fluxos econòmics que alimenten l'economia real. Les correccions de juliol no són bones notícies per al sector de la producció de xips, que requerix fàbriques colossals i colossals inversions.

I és que cada dia que passa el “xicotet déu de totes les coses” necessita continuar alimentant-se.

Luis Antonio Fonseca Chácharo, Research Professor in the field of Microelecronics, Institut de Microelectrònica de Barcelona (IMB-CNM-CSIC)

Este article va ser publicat originalment en The Conversation.