Semiconductores: Los mayores foundries del mundo

NOTA DEL EDITOR: Este texto es obtenido de una carta mensual de NAO Sustainable Asset Management.

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Mucho más allá de lo que ve el usuario de un dispositivo electrónico en forma de aplicaciones, menús, funcionalidades y transiciones (la parte más “front” del software), está el hardware, el compendio de chips con sus respectivos circuitos integrados que mediante la canalización de impulsos eléctricos da vida a lo que vemos e interactuamos a través de la pantalla: el software. Cuando hablamos de tecnología en la vida cotidiana, siempre se habla de la parte “bonita”, mientras que las cuestiones de hardware a menudo quedan reservadas a conversaciones de expertos en tecnología y algún que otro apasionado de la materia. Pero la realidad, es que el hardware es el cuerpo en el que se apoya la manifestación de la tecnología que todos conocemos, y que, si este “cuerpo” no es lo suficientemente potente, no podremos esperar grandes innovaciones en el manejo y utilidad de los dispositivos, ni tampoco una respuesta satisfactoria en todo lo que atañe al software (sistema operativo, capa de personalización, las mismas apps…). Cada una de las dos partes es tan crucial como la otra.

Una vez tenemos clara la distinción de ambas partes, ya podemos entender cómo funciona la cadena productiva de la tecnología y de los dispositivos electrónicos, y un dato impactante en este sentido es que la mayoría de las compañías de hardware más conocidas solamente diseñan sus chips, pero no los producen. De esta manera, no necesitan acometer grandes inversiones para construir, operar y adaptar una sofisticada infraestructura y centran sus esfuerzos a nivel intelectual en investigar sobre nuevas arquitecturas de chip que logren un mejor equilibrio entre poder de cómputo y eficiencia energética. Esto a menudo pasa por reducir el tamaño del chip (de los circuitos y transistores conectados en su interior), lo que permite incorporar mayor cantidad de ellos en el mismo tamaño de dispositivo e incrementa su potencia a la par que disminuye la carga eléctrica que necesita cada uno para ser activado. En otras palabras, generalmente, compactar el hardware mejora la capacidad de la máquina para ejecutar procesos complejos y minora el consumo de batería, independientemente de lo que puedan aportar de forma adicional las innovaciones en arquitectura de los circuitos.

La pregunta llegados a este punto es “¿Quién fabrica entonces todos estos elementos tan complejos? ¿Quién tiene el know how y la infraestructura para manufacturar de manera rentable los diseños más punteros de compañías como Nvidia, Apple, Qualcomm, MediaTek y Broadcom? Estas compañías se conocen como foundries, y se dedican a trabajar los materiales semiconductores (principalmente silicio) para llevar del papel a la realidad los chips más sofisticados a gran escala y respetando la viabilidad técnica y económica. Para ello, necesitan de profesionales altamente especializados y formados hacia este tipo de tareas, delicados procesos operativos y la maquinaria más avanzada, donde cobra vital importancia la tecnología EUV de nuestra gran conocida ASML.

Hay 3 principales compañías adoptando este rol: TSMC, Samsung e Intel.

TSMC

La primera es taiwanesa, y es, probablemente, el núcleo de los intereses de las diferentes superpotencias en Taiwán a nivel económico y geopolítico. Este player lleva varios años elaborando el hardware más puntero del mercado, disponible en los dispositivos de alta gama de las marcas más populares. Hablando de modelos concretos y centrándonos en el mercado de small devices (smartphones y tablets), los chips más novedosos presentes en dispositivos comercializados actualmente son: en la primera posición, la CPU Snapdragon 8 de 3ª generación de Qualcomm, que lo podemos encontrar en la mayoría de teléfonos chinos de gama media-alta que llevamos en occidente y en los modelos más top de muchos fabricantes de teléfonos Android (Xiaomi, Samsung en sus modelos Ultra, etc.); en la segunda posición, la CPU A18 Pro de Apple, que lo tenemos en el iPhone 16 Pro y Pro Max, y en el tercer puesto, quedaría la CPU Dimensity 9300 de Mediatek. Los 3 son fabricados por TSMC.

Samsung

Como segunda foundry por excelencia estaría Samsung. La compañía surcoreana que lleva varias décadas en el mercado y en la mente del consumidor, y prácticamente la única que abarca la totalidad de la cadena productiva de los dispositivos electrónicos. Samsung se ha labrado una gran reputación como fabricante de equipos de alta calidad, y opera diversas áreas de producto final, como smartphones, PC, wearables, y todo tipo de electrodomésticos, hasta lavadoras. Durante los últimos años, Samsung se ha consolidado como uno de los mayores players de tecnología, dominando el mercado de los televisores junto con LG y liderando el segmento de los small devices haciendo frente a Apple y Xiaomi. El gigante surcoreano despunta con el software más avanzado que se ha desarrollado para terminales con sistema operativo Android. Esto lo ha conseguido, en parte, gracias a su capa de personalización One UI, que dota a sus teléfonos de una interfaz muy poderosa, pero a la vez intuitiva, y también a su reciente alianza comercial con Google para integrar capacidades de IA generativa procedentes de los modelos Gemini en las apps nativas de One UI. No obstante, y aunque Samsung ha trabajado mucho para lograr un ecosistema de dispositivos interconectados mayor, incluso, que el de Apple, la realidad es que sigue manteniendo una penetración muy baja en Estados Unidos en comparación con la marca de la manzana mordida.

Volviendo a la comparativa con TSMC e Intel, las noticias para Samsung no son tan positivas en materia de hardware. La compañía, cada vez más, está reduciendo la dependencia de proveedores externos e incorporando los propios chips que ella misma diseña y manufactura en sus equipos electrónicos a la venta, lo que se podría traducir en mayores márgenes y mejor control de los procesos de producción; sin embargo, hay varios indicios que apuntan a que su chip más avanzado, la CPU Exynos 2400, no termina de igualar en rendimiento a la CPU Snapdragon 8 de 3ª generación. Y aunque para muchos prácticamente se encuentran a la par, la firma surcoreana lanzó los modelos Galaxy S24 y S24+ con Exynos mientras que reservó el chip de Qualcomm para su modelo más premium, S24 Ultra. Esto nos está apuntando que ni si quiera la propia marca confía en que esté diseñando y produciendo in house los componentes de hardware más avanzados, lo que la lleva a emplear el chip de la competencia en la fabricación de su teléfono insignia.

Otro indicio clave que delata la desventaja de Samsung respecto a su competidor taiwanés es que a mediados de 2024 Google anunció que dejaría de encomendarle la fabricación de sus CPU Tensor para las nuevas generaciones de móviles. Así, será TSMC y no Samsung quien se encargue de llevar a la realidad el diseño del Tensor G5, el chip con arquitectura de 3nm (los chips más punteros actualmente, como Snapdragon 8 gen 3 y el Dimensity 9300 están fabricados en nodos de 4nm) que será el procesador de los próximos modelos de smartphone Google Píxel 10 y 10 Pro. Una noticia más que desagradable para Samsung que los inversores han percibido muy negativamente. Algo bastante lógico, pues nos recuerda al año 2014, cuando la compañía taiwanesa, TSMC, ya le arrebató a la surcoreana la elaboración de los procesadores Apple A8 de 20 nm con los que fue lanzado a producción el iPhone 6.

Esta foto es la que está poniendo en precio el mercado durante la segunda mitad de 2024, un periodo muy negativo para la acción de Samsung, y es la que reflejan los débiles resultados presentados por la compañía en el mes para su tercer trimestre fiscal. Unos números decepcionantes en cuanto a ingresos y margen operativo por los cuales, por cierto, se disculpó públicamente el director de la división de semiconductores de la firma.

Intel

La tercera posición, bastante por detrás de la segunda, es para Intel. La compañía estadounidense no ha levantado cabeza desde su cumbre en el año 2020, tanto a nivel de situación financiera como a efectos de valor en bolsa. Intel, aunque compite intensamente con AMD, sigue siendo el fabricante de referencia de procesadores (CPU) para ordenadores que operan con Windows. Por desgracia, este segmento de producto está aún más maduro y estancado de lo que lo está la parte de small devices, pues cada vez cuesta más incentivar a los usuarios a renovarse el dispositivo y existe poca utilidad marginal para el consumidor en adquirir un PC más potente teniendo en cuenta el uso medio que se le va a dar. Aparte de esto, Intel recibió un golpe muy duro en el año 2020 cuando Apple anunció que sus ordenadores Mac dejarían de utilizar chips Intel Core para pasar a emplear diseños propios que le fabricaría TSMC. Este fue el principal motivo del desafortunado comportamiento que han tenido las acciones de Intel desde entonces. A continuación, mostramos un gráfico que recoge el rendimiento bursátil de los 3 pesos pesados en la producción de hardware.

Las necesidades computacionales son cada vez más grandes. En especial, el entrenamiento de modelos de inteligencia artificial y su posterior inferencia ejecutada para satisfacer las necesidades de los usuarios, requieren de grandes infraestructuras de centros de datos equipadas con hardware de última generación y lo suficientemente escaladas como para hacer rentables todas estas innovaciones de software que va a traer consigo la Inteligencia Artificial. Los grandes diseñadores de hardware como Nvidia, Qualcomm¹, Mediatek y Broadcom, están viendo sus libros de pedidos disparándose exponencialmente a causa de la descomunal demanda computacional que ha emergido durante el último año y medio. Estas compañías se continuarán viendo sustancialmente beneficiadas siempre y cuando sus diseños de chip no se queden rezagados, para lo cual deberán destinar grandes sumas de capital a inversiones en I+D. No obstante, lo que sí parece muy probable, es que TSMC, Samsung e Intel serán quienes concentren la producción de los chips más punteros en sus fábricas. Particularmente, TSMC, es quien más está engordando su clientela últimamente debido a su claro liderazgo en la adopción de las tecnologías y procesos que darán paso a las próximas generaciones de chips: los nodos de 3 y 2 nm. Con bastante seguridad, esta compañía taiwanesa es el verdadero ganador del parqué tecnológico por la parte de semiconductores y está perfectamente posicionada para dominar las nuevas arquitecturas que precisarán los dispositivos que tendremos en las manos próximamente.

Finalmente, lo que también es seguro es que las 3 foundries necesitarán seguir abasteciendo sus plantas de las máquinas con tecnología EUV que vende la holandesa ASML para cubrir sus pedidos y emprender sus investigaciones. ¿Realmente son conscientes en Bruselas de lo decisivos que somos en la cadena de valor de un bien tan estratégico como es la tecnología?

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¹ Cabe mencionar que mientras escribimos estas líneas Qualcomm acaba de presentar su nueva CPU Snapdragon 8 Elite, sin
duda el chip de 3nm más esperado por los fabricantes de small devices. Con bastante seguridad, los primeros terminales que
se comercializarán con él serán el OnePlus 13, el Xiaomi 15 y 15 Ultra y el Samsung Galaxy S25 Ultra.

 

 

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