Microchips: el cuello de botella de la tecnología digital

La semana pasada publicamos un artículo sobre el estrés inducido por demanda en la cadena de suministros de la memoria RAM y de los componentes informáticos que requieren este tipo de memoria (un montón). Pero el núcleo del conflicto está en otro lado: los chips. Esta tensión no es nueva. Viene acumulando picos y retrocesos desde hace años. Se puede invocar –con razón– el siempre pantanoso concepto de geopolítica, pero el dato duro es más simple de ilustrar: mantener la vanguardia en la fabricación de microprocesadores es una ventaja estratégica que Occidente no está dispuesto a perder frente a China.

Qué es un microprocesador

Un microchip (también llamado chip, chip de computadora, circuito integrado o CI) es un conjunto de circuitos electrónicos en una pequeña pieza plana de silicio. En el chip, los transistores actúan como interruptores eléctricos en miniatura que pueden activar o desactivar la corriente. El patrón de diminutos interruptores se crea en una oblea de silicio añadiendo y retirando materiales para formar una red multicapa de formas interconectadas.

El silicio es el material predilecto en la industria de los chips. A diferencia de los metales que se utilizan habitualmente para conducir corrientes eléctricas, el silicio es un semiconductor, lo que significa que sus propiedades conductoras pueden aumentarse mezclándolo con otros materiales como el fósforo o el boro. Esto permite activar o desactivar la corriente eléctrica.

Un microchip del tamaño de una uña contiene miles de millones de transistores, por lo que es fácil comprender cuán pequeñas deben ser las características de un chip, que se miden en nanómetros. Un nanómetro es una milmillonésima parte de un metro, o una millonésima parte de un milímetro. A modo de comparación, un glóbulo rojo humano tiene 7000 nanómetros de diámetro, y el virus de la gripe, alrededor de 100 nanómetros. Los microchips más avanzados contienen características de tan solo unas pocas docenas de nanómetros.

El señor de los nanómetros

En chips, los nanómetros (nm) no describen solo el tamaño físico del transistor, sino una generación tecnológica completa: densidad, consumo energético, rendimiento y costos. Dicho eso, hoy el mercado se puede ordenar en tres grandes niveles.

Chips de vanguardia (leading edge) Hablamos de 3 nm y 2 nm (TSMC, Samsung, Intel entrando). Son los nodos usados para IA de alto rendimiento, CPUs y GPUs premium. Ofrecen la máxima densidad de transistores, menor consumo por operación y mejor rendimiento por watt. Son carísimos, difíciles de fabricar y requieren litografía EUV sí o sí. Acá están los chips que definen la frontera tecnológica y militar.

Chips avanzados (advanced nodes) Incluyen 5 nm y 7 nm (y en algunos casos 4 nm, una optimización del 5). Siguen siendo extremadamente competitivos y dominan gran parte del mercado de smartphones, data centers, aceleradores de IA "no tope de gama". El consumo y el rendimiento son muy buenos, pero ya con costos algo más controlables. China hoy puede producir en este rango con DUV avanzado y trucos de ingeniería, aunque con menor eficiencia que TSMC.

Chips estándar o maduros (mature nodes) Van de 14 nm, 28 nm y hacia arriba (40, 65, 90 nm…). No son "malos": son la base de autos, electrodomésticos, routers, sensores, industria, IoT. Son baratos, robustos y fáciles de fabricar en masa. No sirven para entrenar modelos de IA grandes, pero mueven la economía real. China domina ampliamente este segmento.

Quién produce los microchips

La industria de los semiconductores avanzados (sin contar a China) se organiza en tres roles bien definidos: foundries, IDM y fabless.

Las foundries son fábricas puras: no diseñan chips propios, solo producen para terceros. El caso paradigmático es TSMC (Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Limited), que fabrica los chips más avanzados del mundo para Apple, NVIDIA, AMD, Qualcomm y buena parte de la economía “digital” contemporánea. Su fortaleza no es solo tecnológica, sino también industrial: escala, rendimiento y previsibilidad. Por eso concentra el corazón del sistema. Los taiwaneses suelen referirse a TSMC como la "montaña protectora divina" no solo por los ingresos que le generó al país y porque lo depositó a la vanguardia planetaria de la construcción de semiconductores, sino que también funciona como un escudo protector frente a cualquier intento de invasión/guerra con la China continental. La destrucción de TSMC dejaría al planeta sin nuevos microprocesadores y frenaría el desarrollo de la informática por algunos años. El daño de perderla es incalculable. Morris Chang, su creador, la fundó en 1987 y adquirió un estatus legendario dentro de la isla.

En un segundo escalón aparece Samsung, que fabrica chips tanto para terceros como para sí misma. Técnicamente compite con TSMC, pero sufre una desventaja estructural: es proveedor y competidor al mismo tiempo. Lo cual siempre genera rispideces en sus clientes, que pueden a su vez ser adversarios. Ubicada en Corea del Sur, es una de las empresas de tecnología más relevantes del planeta, tiene una línea dedicada por completo a la telefonía, los electrodomésticos y también a la memoria RAM.

Finalmente, Intel, empresa archiconocida y de origen norteamericano, es un clásico IDM, Integrated Device Manufacturer: diseña y fabrica sus propios procesadores. En los últimos años abrió sus fábricas a terceros mediante Intel Foundry Services, aunque hoy la mayor parte de su capacidad sigue siendo interna y su rol como foundry externa todavía está en construcción. Tiene operaciones de fabricación en Estados Unidos (Oregón, Arizona, Nuevo México), Irlanda, Israel y China, además de instalaciones de ensamblaje y prueba en Asia (como Malasia y Vietnam), y está construyendo nuevas en Alemania y Ohio, expandiendo su presencia global.

En la otra punta del espectro están las empresas fabless (sin fábrica, en criollo), como NVIDIA y AMD. Estas compañías no fabrican nada: diseñan chips y dependen completamente de las foundries para convertir esos diseños en procesadores de silicio.

Controlar el flujo de datos

En términos funcionales, los CPUs (microprocesadores) son fuertes en multitarea y control general del sistema, mientras que las GPUs destacan en tareas altamente paralelas y repetitivas. Por eso el entrenamiento de modelos de IA, el renderizado gráfico y el gaming empujan la demanda de GPUs, mientras que el resto de la computación general sigue orbitando alrededor de los CPUs. Ambos mundos, sin embargo, terminan chocando contra el mismo cuello de botella: la capacidad de fabricación.

Las fábricas clave están concentradas en Taiwán y Corea del Sur, lo que ya introduce un riesgo geográfico evidente. Pero hay un punto todavía más crítico: solo existe una empresa en el mundo capaz de fabricar las máquinas que permiten producir chips avanzados. Las máquinas de litografía EUV son fabricadas por ASML, una empresa neerlandesa que, sin exagerar, es la joya de la corona tecnológica occidental. ASML está protegida política y estratégicamente casi con el mismo celo con el que Taiwán protege a TSMC. Sin ASML, no hay chips modernos. Así de simple.

La fabricación de semiconductores es tan compleja que no existe una forma rápida de aumentar la producción. Cualquier disrupción genera cuellos de botella. Durante la pandemia, el freno del comercio global provocó una escasez generalizada. Algo similar ocurrió con el auge de la minería de Ethereum: una demanda explosiva de GPUs coincidió con el lanzamiento de la serie RTX 30 de NVIDIA y produjo una escasez mundial de placas de video. A eso se suman los problemas estructurales de la obtención de materias primas críticas –como el coltán y otras tierras raras– cuya extracción está directamente vinculada a guerras civiles, violencia crónica y genocidios en África en las últimas dos décadas.

Este panorama se vuelve todavía más tenso si se lo cruza con la disputa entre China y Estados Unidos por el control del 5G. El conflicto entre Huawei y sus contrapartes occidentales no es comercial, es estratégico. Que una empresa china gestione infraestructura crítica de telecomunicaciones en Estados Unidos sería, desde la lógica norteamericana, una forma de suicidio informacional. Controlar las redes es controlar el flujo de datos, y eso es poder en estado puro.

En ese contexto, China se propuso alcanzar los estándares occidentales de fabricación de chips para no quedar fuera de una tecnología que ya es omnipresente. Los autos incorporan cada vez más computadoras. Los aviones directamente no existen sin ellas. Los teléfonos dejaron de ser teléfonos para convertirse en computadoras portátiles. Los electrodomésticos van por el mismo camino, aunque no siempre sea una buena idea –pero ese es otro debate–. Lo central es esto: quedarse atrás en semiconductores hoy es quedarse atrás en todo. Y por eso la pelea no afloja.

Cadenas de suministro internacionales

A este cuadro hay que agregarle una capa más profunda: el desacople progresivo entre diseño, fabricación y soberanía tecnológica. Durante décadas, el supuesto implícito del capitalismo digital fue que el diseño era el valor y la fabricación una commodity. Ese supuesto murió. Hoy la fabricación avanzada volvió a ser un recurso estratégico escaso, comparable al petróleo en el siglo XX. No alcanza con saber diseñar chips: si no tenés acceso garantizado a fábricas y a litografía de punta, tu ventaja desaparece. La optimización creada por los flujos de comercio libre globalizados está muriendo en manos de la autonomía para producir.

Estados Unidos entendió esto tarde, pero reaccionó con fuerza y, en agosto de 2022, promulgó la CHIPS Act, con el objetivo de recuperar las capacidades perdidas. Subsidios, exenciones fiscales y financiamiento directo buscan reconstruir capacidad fabril en suelo estadounidense, no para competir en costos, sino para reducir dependencia geopolítica. Intel es el beneficiario principal, pero también TSMC y Samsung están construyendo fábricas en Arizona y Texas. El objetivo no es eficiencia económica, sino la autonomía.

Europa, por su parte, juega una partida distinta. No lidera en fabricación lógica avanzada, pero controla un cuello de botella aún más delicado: el equipamiento. ASML no es solo la única empresa capaz de producir máquinas EUV; es también el punto donde se materializa el alineamiento político occidental. Las restricciones de exportación a China no las decide ASML como empresa privada: son decisiones de Estado, coordinadas entre Países Bajos, Estados Unidos y la Unión Europea. La cadena de valor de los chips está, literalmente, legislada.

Japón aparece como un actor silencioso pero clave. Empresas como Tokyo Electron, Nikon, Canon y múltiples proveedores químicos y de materiales siguen siendo indispensables. Sin Japón no hay semiconductores modernos, aunque no fabrique chips finales de 3 nm. Esta fragmentación extrema explica por qué la industria es tan difícil de replicar: no es una fábrica, es un ecosistema distribuido entre aliados. Es increíble cómo la industria de los microprocesadores está muy ligada a la industria de la fotografía. Es que todo el proceso se basa en la impresión lumínica en silicio. A eso se dedican las máquinas de litografía que produce ASML.

En paralelo, el auge de la IA generativa introdujo una distorsión adicional. Nunca antes un solo tipo de carga computacional había concentrado tanta demanda de hardware específico. El entrenamiento de modelos grandes empujó el consumo de GPUs y memorias de alto ancho de banda (HBM) a niveles inéditos. Esto desplazó capacidad productiva desde otros sectores y reconfiguró prioridades: hoy una GPU para data center vale más que decenas de chips industriales.

Esto explica por qué la escasez no se siente de manera homogénea. No faltan chips en general: faltan chips avanzados. Autos, electrodomésticos y dispositivos industriales suelen usar nodos viejos, pero compiten indirectamente por insumos, capital humano y capacidad fabril. La escasez es sistémica, no puntual. Cada expansión en IA presiona toda la cadena hacia arriba.

China observa todo esto desde una posición incómoda. Tiene mercado, capital y talento, pero no controla los nodos críticos. Las sanciones estadounidenses no buscan "frenar" a China en abstracto, sino ganar tiempo. Tiempo para que Occidente consolide su ventaja y para que China no alcance la frontera tecnológica antes de que se reconfigure el equilibrio global.

En este escenario, los semiconductores dejan de ser un insumo técnico y pasan a ser infraestructura civilizatoria. Cada auto autónomo, cada red eléctrica inteligente, cada sistema de armas moderno y cada plataforma de IA depende de ellos. No hay sustituto rápido ni atajo posible. La escasez no es un bug del sistema: es una consecuencia directa de haber llevado la digitalización hasta el plano material.

Dicho de otra forma: el capitalismo digital descubrió sus propios límites físicos. Y los chips son hoy el punto exacto donde esos límites se vuelven visibles.

Chinese Democracy

Si bien hemos mencionado a China, nos guardamos lo mejor para el final. Desde hace algunas semanas, la información al respecto de la industria manufacturera china de microprocesadores ha tenido importantes novedades. China quiere no solo participar sino poder empatar la ventaja estratégica occidental, y eso requiere que logre emular la proeza técnica de ASML. En este sentido, la agencia Reuters informó hace algunas semanas sobre el posible plan gubernamental que China estaría desarrollando para organizar este esfuerzo estatal ultrasecreto que Reuters describe explícitamente como un "Proyecto Manhattan" de los chips.

El objetivo es claro: romper la dependencia tecnológica de Occidente en semiconductores avanzados para IA. Y el núcleo del plan es el desarrollo de una máquina de litografía EUV propia, la tecnología clave para fabricar los chips más avanzados del mundo, que hoy está prácticamente monopolizada por ASML bajo controles de exportación impulsados por Estados Unidos y sus aliados.

El avance central es que China ya logró construir un prototipo funcional de EUV que genera luz extrema ultravioleta y está en fase de pruebas desde 2025. Todavía no produce chips comerciales, pero el hito es enorme: desarrollar EUV es uno de los desafíos industriales más complejos que existen. El proyecto se apoya en ingeniería inversa, reutilización de equipos occidentales antiguos y el reclutamiento de ingenieros con experiencia previa en ASML y su ecosistema.

La coordinación corre por cuenta del Estado chino, con Huawei como eje industrial, integrando laboratorios, universidades y proveedores locales. El objetivo oficial es alcanzar producción usable hacia 2028, aunque fuentes citadas por Reuters admiten que un escenario más realista sería cerca de 2030, dadas las enormes dificultades en materia de precisión, estabilidad y rendimiento industrial.

Conclusiones

La capacidad industrial planetaria para crear computadoras, si bien es enorme, es limitada. Lo cierto es que esta reconfiguración, que se empieza a dar tanto por el lado de la demanda novedosa (IA) como por el de las nuevas competencias políticas (China vs Estados Unidos), nos lleva a un escenario de multiplicación de la capacidad de producción. Es claro que esto no será un camino sencillo, ni simple; al contrario. Es posible que los conflictos vayan en aumento, que las luchas para mantener la vanguardia se intensifiquen, pero quizá el resultado general sea la multiplicación del poder de cómputo.

Pensemos en cómo puede verse afectada la capacidad industrial y organizativa de China puesta al servicio de la manufactura de microchips. Sucede lo mismo con las memorias RAM. Todavía son escenarios que no están explorados, pero que indefectiblemente veremos concretarse (o fracasar) en los próximos años. Es muy probable que las nuevas generaciones de jugadores ya no tengan que pensar si comprar un chip Intel o uno AMD para su computadora, sino empezar a probar cómo performan un Zhaoxin o un Huawei.