El Gobierno de EEUU está preparando un nuevo paquete de sanciones que persigue expresamente impedir que China acceda a las tecnologías de vanguardia que propulsarán la inteligencia artificial (IA) durante los próximos años. La Administración liderada por Joe Biden ha impulsado la aprobación de las sanciones que han impedido a los fabricantes chinos de chips acceder a los equipos de litografía de ultravioleta extremo (UVE) de ASML.
Las prohibiciones de EEUU también dificultan la llegada a los centros de investigación chinos de las GPU de última hornada de NVIDIA, AMD, Intel y otras compañías alineadas con Occidente. Pero el Gobierno estadounidense está ultimando los preparativos para ir más allá. Y es que quiere evitar que las compañías chinas accedan a las dos tecnologías que van a condicionar con más claridad el desarrollo de los semiconductores en general, y de las GPU para IA en particular: los transistores GAA y las memorias HBM.
EEUU necesita atar corto a TSMC, Intel y Samsung
Los transistores GAA (Gate-All-Around) van a latir en el corazón de las próximas hornadas de circuitos integrados de vanguardia. TSMC, Intel y Samsung, los tres mayores fabricantes de semiconductores del planeta, están trabajando en ellos, aunque por el momento solo Samsung los está utilizando. De hecho, inició la producción de chips GAA en su nodo de 3 nm de primera generación en junio de 2022.
Samsung asegura que su tecnología GAA MBCFET sobre su nodo de 3 nm de segunda generación le permite fabricar chips con un consumo un 50% inferior al de sus circuitos integrados de 5 nm
Por el momento es el único fabricante de circuitos integrados que está produciendo chips GAA sobre la tecnología MBCFET (Multi-Bridge-Channel FET), lo que a priori le da una ventaja sobre sus competidores que a medio plazo puede ser crucial. El propósito de esta innovación es aventajar a la tecnología FinFET en un parámetro esencial: el rendimiento por vatio. Los circuitos integrados con transistores FinFET empezaron a fabricarse a gran escala a principios de la década pasada, por lo que es una tecnología madura que TSMC, Intel y Samsung conocen muy bien. Aun así, en el futuro los transistores GAA reinarán.
Samsung asegura que su tecnología GAA MBCFET sobre su nodo de 3 nm de segunda generación le permite fabricar chips con un consumo un 50% inferior al de sus circuitos integrados de 5 nm, un rendimiento un 30% más alto y un área un 35% más comedida. Suena bien. Además, su propósito es incrementar el número de nanosheets (podemos traducirlo en español como nanoplacas o nanohojas) de tres a cuatro cuando inicie la fabricación de chips en su nodo de 1,4 nm. La estructura de los transistores GAA MBCFET es diferente a la de los transistores GAA convencionales, lo que incrementa la corriente que fluye a través del transistor y requiere un menor voltaje de operación.
En 2025 Samsung prevé introducir la fabricación a gran escala utilizando su tecnología GAA de 2 nm, y en 2027 aspira a iniciar la producción de circuitos integrados GAA de 1,4 nm. Intel, por su parte, planea iniciar la fabricación de semiconductores GAA en su nodo 20A (2 nm) en 2024, y TSMC introducirá esta tecnología en su nodo A16 (1,6 nm) en 2025. La apuesta de los tres mayores fabricantes de chips por los transistores GAA es evidente, pero aún no está claro qué pasos dará el Gobierno de EEUU para impedir que esta innovación llegue a China.
A la Administración Biden también le preocupan las memorias HBM porque tienen un rol crítico en el hardware para IA
En cualquier caso, a la Administración Biden también le preocupan las memorias HBM (High-Bandwidth Memory) porque tienen un rol crítico en el hardware para IA. Los principales productores de estos chips son las compañías surcoreanas SK Hynix y Samsung, y la estadounidense Micron. Las GPU de vanguardia para IA necesitan trabajar en tándem con un subsistema de memoria de alto rendimiento, y en este contexto la tecnología HBM es la solución.
De nuevo no sabemos qué sanciones articulará la Administración de EEUU para impedir que China consiga estas memorias. Su primer escollo es su incapacidad de acceder a los equipos de litografía UVE utilizados en la producción de los chips de memoria HBM de última generación, pero harán falta más medidas para impedir que las empresas chinas se hagan con los chips de memoria de este tipo que ya circulan por el mercado. Probablemente esta es la estrategia en la que está trabajando EEUU.
Más información | Bloomberg
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