Lex en profundidad: el costo de la prohibición estadounidense de los chips chinos

El consejo «cavar dos tumbas, antes de partir» se aplica a cualquiera que busque venganza. Un viejo aforismo difícilmente va a desviar a EE. UU. de su misión de restringir el acceso de China a su tecnología líder mundial, frenando el progreso de su rival hacia la autosuficiencia en chips de alto rendimiento.

Sin embargo, es poco probable que los legisladores estadounidenses hayan apreciado completamente el corolario de dividir la cadena de suministro mundial de semiconductores en dos: costos mucho más altos para los fabricantes occidentales y sus clientes.

Los chips avanzados y las fábricas que los fabrican se han convertido en un sustituto de las armas y los ejércitos en el enfrentamiento este-oeste porque son un componente crítico de nuestra vida moderna. Son fundamentales para los dispositivos móviles, los coches eléctricos y las consolas de juegos. También son la base de la tecnología de próxima generación de automóviles autónomos, Internet 5G, servicios en la nube e inteligencia artificial.

Cualquier país sin acceso estable a grandes cantidades de estos chips corre el riesgo de quedarse atrás tecnológicamente. Eso es exactamente lo que Estados Unidos espera que logre su nueva prohibición de exportación de tecnología.

Washington quiere frustrar el objetivo de China de producir semiconductores avanzados, con la definición abreviada de tecnología de proceso de 3-14 nanómetros (nm). Los chips más baratos y simples llevan la designación de cualquier cosa por encima de 14nm.

Estas pueden sonar como el tipo de distinciones sutiles que solo interesan a los tecnólogos profesionales. Pero lo que está en juego es enorme. La chatarra por las fichas es un indicador de una confrontación geopolítica más amplia entre una vieja y una nueva superpotencia. Pero también puede reflejar la convicción en los EE. UU. de que China se está poniendo al día demasiado rápido para su comodidad.

Las nuevas reglas de Washington prohíben que China acceda a la tecnología esencial para producir chips avanzados. La venta de esos chips y el equipo necesario para fabricarlos a empresas chinas sin licencia también está prohibida.

Esta no es la primera vez que EE. UU. apunta a las ambiciones de chips de China, pero estas reglas son, con mucho, los controles más efectivos hasta el momento. Obstaculizarán significativamente una franja de empresas tecnológicas chinas, desde fabricantes de chips hasta especialistas en IA.

Estas nuevas reglas radicales podrían tener consecuencias no deseadas de igual alcance. Los gobiernos de todo el mundo están lidiando con la inflación. A más largo plazo, la prohibición estadounidense de la tecnología china aumentará los precios de todo tipo de chips. Esa factura la pagarán las empresas y los consumidores de ambos lados de la Gran División del Silicio que surge entre el este y el oeste.

Pequeñas maravillas

Los nanómetros, una unidad de longitud equivalente a una diezmilésima parte del diámetro de un cabello humano, se utilizan para medir el ancho entre transistores individuales en un chip. Cuanto más pequeño sea este tamaño, más transistores (bloques de construcción básicos que conducen señales eléctricas y energía) se pueden apretar en un solo chip de silicio, lo que hace que el chip sea más poderoso.

Eso significa que los chips con números más bajos tienen más transistores densamente empaquetados en la misma área de superficie, lo que ofrece una mayor velocidad de procesamiento. Es por eso que el tamaño de un chip no ha cambiado significativamente en los últimos años, sin embargo, cada nueva generación incluye muchas más funciones.

Los semiconductores etiquetados como que usan procesos de 7nm y más pequeños son fundamentales para los últimos productos de consumo. Los teléfonos Apple iPhone, MacBook y Samsung Galaxy usan chips de 5 nm, las Playstations de Sony usan 6 nm.

Solo dos países, Taiwán y Corea del Sur, cuentan con tecnología de punta para fabricar estos chips de alta gama. Como resultado, tienen alrededor de la mitad del mercado mundial de semiconductores. El resto consiste principalmente en chips heredados más antiguos. Estados Unidos posee el 12 por ciento del mercado mundial de chips, pero las empresas locales no pueden producir chips de gama alta a escala.

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Sin embargo, a pesar de este retraso, EE. UU. mantiene una influencia descomunal en el suministro mundial de chips. Muchas etapas del proceso de producción de semiconductores, que abarcan el diseño, la investigación, el desarrollo, la fabricación y las pruebas de chips, dependen de tecnologías que se originaron en los EE. UU.

Ese es especialmente el caso del equipo necesario para fabricar los últimos chips. Estados Unidos es el hogar de los tres mayores fabricantes de engranajes de chips: Lam Research, KLA y Applied Materials. Es posible que otros fabricantes de equipos occidentales, como ASML de los Países Bajos, no estén directamente cubiertos por las prohibiciones estadounidenses, pero eso podría cambiar.

“El mayor problema es cómo China obtendrá el equipo de fabricación”, dice Boris Murmann, profesor de ingeniería en la Universidad de Stanford y experto en diseño de chips y aprendizaje automático. “Los últimos chips se fabrican en procesos de 5 nm y las máquinas que los fabrican se han desarrollado durante más de 15 años”.

La tecnología sofisticada de fabricación de chips basada en una técnica conocida como ultravioleta extrema o litografía EUV es «realmente una tecnología milagrosa, una de las cosas más complejas que los humanos hayan hecho», dice Murmann. “China ha cometido un gran error estratégico al no iniciar estos desarrollos antes. El lapso de tiempo que tienen es enorme”.

Impacto directo en China

Estados Unidos comenzó a tomar medidas drásticas contra las exportaciones de tecnología a China bajo Donald Trump. Esos bordillos venían adornados con una mayor hipérbole, pero eran más limitados en su intención. Hasta ahora, las prohibiciones de EE. UU. estaban destinadas a mantener una brecha tecnológica de dos generaciones, o una brecha de cuatro años, entre las capacidades de producción de chips de China y el resto del mundo.

“Estados Unidos ha dado a entender que las restricciones no se ajustarán a medida que la tecnología progrese con el tiempo”, dice Mark Li, analista de semiconductores de Bernstein en Hong Kong. “Así que ya no hay una escala móvil para aflojar las prohibiciones a medida que avanza la tecnología. Ahora, el nuevo principio es mantener la mayor ventaja posible. Eso significa que el alcance de las restricciones probablemente se expandirá con el tiempo”.

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El impacto inmediato se sentirá más profundamente en los fabricantes de chips chinos. Los ingresos de las dos más grandes, Semiconductor Manufacturing International Corporation y Yangtze Memory Technologies Corp, sufrirán.

“Para Yangtze Memory, el impacto es muy sustancial. Las restricciones significan un cambio completo en su futura trayectoria de ingresos”. dice Li. Los efectos ya se están viendo. Apple suspendió los planes para usar los chips de Yangtze en sus productos el mes pasado.

El impacto de segundo orden lo sentirá un grupo mucho más amplio de empresas tecnológicas chinas. El fabricante estadounidense de chips de IA, Nvidia, ha sido la única fuerza impulsora detrás del rápido progreso de China en tecnología de IA durante años.

Su chip acelerador de IA, un tipo de procesador de gráficos, es fundamental para entrenar algoritmos de IA alimentándolos con cantidades masivas de datos. China no puede fabricarlos. Nvidia es casi todo el suministro de China. Otras alternativas, que incluyen diseños de chips de Intel, Microsemi o Advanced Micro Devices, también están basadas en EE. UU.

Hikvision, el proveedor de cámaras de vigilancia más grande de China, y SenseTime, la compañía de software de visión por computadora con IA más grande de China, son algunos de los que dependen en gran medida de chips avanzados. Los fabricantes de automóviles y las empresas de conducción autónoma los necesitan en grandes cantidades. Cualquier empresa que requiera grandes granjas de servidores de datos, como los grupos tecnológicos Tencent y Alibaba, también se verá afectada.

Barato como (algunos) chips

El riesgo para los fabricantes occidentales de las nuevas reglas es doble. En primer lugar, es fácil imaginar un escenario en el que el empeoramiento de las tensiones, tal vez por Taiwán, lleve a China a imponer sus propias prohibiciones de exportación de tecnología.

El segundo problema es la obsolescencia. Los suministros de chips de bajo costo al oeste dependen en parte de los suministros de equipos de fabricación de chips y la propiedad intelectual en sentido contrario. Si China no puede reemplazar el kit antiguo y la IP, es posible que sus chips baratos ya no sean aptos para su propósito en los EE. UU. o en cualquier otro lugar.

Se mire como se mire, los costos aumentarían para los fabricantes occidentales y sus clientes. Esto se debe a que, en los últimos cinco años, China se ha apoderado silenciosamente de la participación de mercado en los chips baratos que ahora se utilizan en prácticamente todos los equipos industriales y electrónicos de consumo.

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China ya representa casi una quinta parte de la producción mundial de semiconductores, superando significativamente a la de EE. UU. Ahora puede fabricar chips de gama baja que utilizan tecnología de 14 nm y más en casa. Ha alcanzado un nivel competitivo a nivel mundial para los chips NAND, que se utilizan para almacenar datos.

“El ritmo al que los fabricantes de chips chinos se han puesto al día es mucho más rápido de lo que nadie esperaba en lo que respecta a la participación de mercado de los chips más antiguos”, dice Donghwan Kim, director ejecutivo de Hana Ventures, una firma de capital de riesgo centrada en la tecnología.

La ventaja de China radica en su capacidad para vender chips a precios significativamente más bajos que los de sus rivales mundiales. Beijing ha gastado más de $ 100 mil millones para apoyar la industria local de chips. “Las empresas siempre se han beneficiado de ser parte de una industria dentro de los objetivos estratégicos nacionales de China”, dice Kim, “y hasta ahora, el progreso de la industria de chips de un país ha sido una función directa de cuánto se invierte”.

Estos chips fabricados en China ahora se utilizan en productos fabricados en todo el mundo que no requieren la tecnología más avanzada. Los automóviles y los electrodomésticos, por ejemplo, pueden usar varios chips menos sofisticados para realizar la misma función, cuyos componentes estándar funcionan bien con chips antiguos de 40 nm y 65 nm.

Más fichas, por favor

La demanda de los chips más antiguos solo está creciendo. En la década de 1970, la electrónica y las computadoras de primera generación necesitaban solo un chip por producto. Desde entonces, cada dispositivo, desde automóviles hasta teléfonos inteligentes, necesita cada vez más chips.

Los coches eléctricos necesitan más de 2000 chips cada uno, por ejemplo, más del doble de la media de chips de sus homólogos de gasolina actuales. De esos miles de chips, solo unos pocos son chips de gama alta entre 3nm y 14nm. El resto son fichas antiguas.

Esto ha resultado ser una ganancia inesperada para los fabricantes de chips de China. Los volúmenes de chips necesarios por producto hacen que el precio de cada chip se haya convertido en un factor clave. “Hay silicio en todas partes, y debido a que hay tanto, tiene que ser muy, muy barato por unidad”, dice Murmann. “Todo se trata del costo. En los automóviles, por ejemplo, usted como usuario no quiere pagar por estos chips. Ni siquiera sabes que existen”.

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La creciente demanda había proporcionado un incentivo para que los fabricantes de chips de China invirtieran fuertemente para ponerse al día. Los chips de Yangtze Memory incluso se habían considerado para convertirse en un proveedor clave de iPhone de Apple. Sin embargo, para mantener la producción, los fabricantes de chips chinos necesitan acceso continuo a la actualización y el servicio de este equipo. Las prohibiciones estadounidenses ponen esto en riesgo.

“Las restricciones de equipos de fabricación de chips restringen significativamente la capacidad de China para lograr su aspiración de convertirse en un proveedor más grande, ya que mantiene a China fuera de casi la mitad de la fabricación de chips por contrato y de casi todo el mercado de chips de memoria”, dice Li.

El principal beneficiario de los controles de exportación no serán las empresas estadounidenses, sino los fabricantes de chips coreanos y taiwaneses. La prohibición estadounidense ampliará lo que había sido una brecha que se cerraba rápidamente entre ellos y los fabricantes chinos en más de una década.

A medida que los fabricantes de chips chinos que alguna vez ofrecieron descuentos agresivos comiencen a tener problemas, eso significará más poder de fijación de precios para los pares restantes.

“Yangtze presentaba una amenaza para los proveedores de chips de memoria de almacenamiento existentes, pero las restricciones redujeron ese riesgo a casi cero”, dice Li.

En última instancia, el costo terminará recayendo sobre los consumidores del mundo. Precios y disponibilidad de fichas, así como…

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