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El sector de los semiconductores está experimentando los efectos de la desbocada inflación que empezó a mediados del año pasado, estaba desbocada en febrero, y la coyuntura bélica de marzo no la ha beneficiado. Eso ha contraído notablemente el consumo, sobre todo de electrónica, aunque después de dos años de cambiar de portátiles y equipos de sobremesa por la pandemia era cuestión de tiempo que la inercia se agotara. Ahora los fabricantes de semiconductores se enfrentan a continuas cancelaciones de producción de chips que no tienen clientes con quienes sustituirlas.

Intel anunció el año pasado un nuevo intento de producir chips para terceros usando sus propias tecnologías. O sea, un servicio de fundición de chips, siendo una fundición una fábrica de chips que no trabaja con diseños propios sino con los de terceros. La filial de Intel dedicada a ello es Intel Foundry Services (IFM), y en esa continua reestructuración del trabajo en la que está inmersa la compañía desde que tomara las riendas Pat Gelsinger ahora han contratado a un vicepresidente de TSMC.

TSMC ha tardado bastante en empezar a dar detalles de su proceso litográfico de 2 nm que supondrá la transición a los transistores de puerta envolvente (GAA). Estos transistores, los cuales se usan en el proceso de 3 nm de Samsung, permiten controlar mejor la energía que los atraviesa haciendo que la puerta envuelva a varios canales apilados. En el caso de TSMC, serán nanoláminas. Pero para controlar la pérdida de energía en su paso por el chip las compañías tienen que cambiar a un sistema de entrega de energía trasera.

TSMC es la fundición de chips más puntera del mundo, al menos hasta que Intel Foundry Services eche a andar en su rebotadura. La compañía todavía tiene una gran cantidad de clientes produciendo sus chips en procesos litográficos maduros, lo cual le da unos menores márgenes de beneficio además del espacio que ocupan en sus fábricas. TSMC va a expandir un 50 % su producción en nodos maduros y especializados, pero eso supone más maquinaria para 12 nm a 28 nm. Para hacerla hueco, está animando activamente a sus clientes a migrar de los procesos maduros por encima de los 28 nm a uno de 28 nm o menos.

La mayor parte de la producción de chips a nivel mundial se hace con procesos litográficos maduros, o sea, poco o nada punteros. Si TSMC ha estado hablando de los 3 nm y 2 nm en su convención tecnológica anual, ha tenido tiempo para hablar de sus planes para esos procesos maduros. Pasan principalmente por aumentar la capacidad de producción un 50 % en los próximos tres años, aunque en ello incluye también los procesos litográficos especializados, versiones orientadas a otros tipos de chips fabricados con obleas con tipos de dopado menos frecuentes o con estructuras analógicas.

TSMC no había hablado hasta ahora demasiado de su nodo litográfico de 2 nm (N2) el cual será el primero que usará un nuevo tipo de transistores que dejará atrás los FinFET. En este caso usará los GAAFET (transistor de efecto de campo de puerta envolvente) en el que el canal pasa a ser nanoláminas apiladas y la puerta envuelve totalmente a estas nanoláminas. Tiene ventajas de reducción de energía necesaria para hacer funcionar los transistores o menos corriente de fuga, entre otros. Ahora la compañía ha dado datos de la mejora que aportará este nodo N2.

TSMC ha dado poca información sobre su proceso litográfico de 3 nm hasta el momento, aunque tampoco es que fuera a haber grandes cambios. La compañía va a mantener la estructura de aleta de los transistores (FinFET), que recibe el nombre por la forma en que sobresale la región de los terminales de puerta y drenador de los transistores sobre la superficie en que se crean —por lo que también se les llama transistores 3D—. Ahora la compañía ha hablado más del proceso de 3 nm, o más bien de la familia de procesador de tres nanómetros, o N3 en la jerga de la compañía.

La economía mundial está atravesando un periodo de incertidumbre por la inflación causada por la crisis energética agravada con la crisis de Ucrania, y está afectando a todos los sectores. Bueno, a casi todos, porque TSMC ha sacado pecho al asegurar que a las empresas de semiconductores no les está afectando porque si bien ha bajado la demanda de ciertos tipos de chips, la de otros se ha disparado. El balance neto es que la compañía espera que crezcan sus ingresos un 30 % durante 2022.

TSMC tiene planeada la amplia disponibilidad de los chips fabricados a 3 nm para principios de 2023, aunque empezará la producción inicial durante la segunda mitad del año. Es la producción de riesgo orientada a los que más prisa tienen por usar el proceso, y esa generalmente es Apple y algunos diseñadores de ASIC para criptominería. Aunque se espera que el «A16» para el iPhone 14 sea el primero, con llegada al mercado en torno a septiembre u octubre, el segundo sería el M2 Pro.

TSMC pondrá en producción a finales de año su proceso litográfico de 3 nm, y el siguiente salto será a los 2 nm. En este último hay un cambio en la forma en que se crean los transistores, de los FinFET a los GAAFET, lo cual le ha llevado bastante tiempo de investigación a la compañía. Pero una vez hecho el cambio, se espera que la siguiente litografía sea un poco más fácil de desarrollar. Esa será la de 1.4 nm, a la que TSMC pasará en junio su personal de I+D desde el proyecto de 3 nm.