Esta desconocida máquina decidirá la guerra de los microchips (y China no puede copiarla)

El procesador del iPhone es una pieza diminuta, de un grosor ínfimo y unos pocos milímetros de ancho y de largo. Son diseñados en Cupertino, pero fabricados a miles de kilómetros de allí, en las afueras de Taipéi, por una empresa hasta hace poco desconocida para el gran público, TSMC. Esta firma es la mayor 'terrateniente' de una industria como la de los semiconductores, que tiene en el sudeste asiático, especialmente Corea del Sur y Taiwán, su epicentro global. Pero para fabricar un componente tan minúsculo se necesita una máquina que pesa 180 toneladas, ocupa lo que un autobús urbano y tiene tantas piezas que se necesitan decenas de contenedores de carga y una veintena de camiones.

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El problema es que no las fabrica cualquiera. Si el mundo está inmerso en una escasez brutal de componentes tecnológicos producida por una excesiva concentración de la capacidad de producción de chips de última generación en muy pocas manos, aquí nos encontramos con un embudo todavía mayor: solo hay una empresa que tiene el conocimiento para crearlas. No es ni Samsung, ni Intel, ni ninguna multinacional china o estadounidense. Tienen denominación de origen europea. Son obra de un grupo de holandeses que están ubicados en las afueras de la ciudad de Eindhoven y trabajan bajo el nombre de ASML.

Tras estas siglas se esconde un antiguo apéndice de Phillips, que cortó la relación con su matriz hace décadas y cobró vida propia. A día de hoy es un eslabón insustituible en la cadena de esta industria y una de las referencias de un Viejo Continente, ávido de referentes para no perder el tren tecnológico ante EEUU y una China descabalgada.

En una década, las acciones de ASML se han revalorizado un 3.027%

Sus constantes bursátiles dan buena fe del glorioso momento que atraviesan. En la última década, sus acciones se han revalorizado, sin tener en cuenta la inflación, un 3.027%. Han pasado de valer 23,69 euros en 2010 a más de 735 a día de hoy. Este despegue empezó a cuajar en 2017 cuando presentaron, tras años de trabajo, sus primeros modelos de máquinas EUV (litografía ultravioleta extrema) para venderlos a gran escala, un paso clave para poder avanzar en la fabricación de los procesadores de última generación de muchos móviles, ordenadores, redes, así como ingenios militares. 2020 fue para ASML un golpe de pedal único y la inercia sigue para este 2021. Esta semana sobrepasó la barrera de los 300.000 millones de euros de valoración y se coloca muy cerca de LVMH, como empresa más valiosa del EuroStoxx50. Y a tenor de lo anunciado de cara a su próxima generación de máquinas parece que seguirán corriendo a este ritmo endiablado.

Para comprender el éxito de ASML hay que comprender también la 'ley de Moore'. Si hubiese unas tablas de la ley que recogiesen 10 mandamientos tecnológicos esta sería una de ellas. Formulada en la década de los sesenta por Gordon Moore, a la postre cofundador de Intel, venía a establecer que el número de transistores que se podía colocar en una oblea de silicio se doblaría cada dos años. Este principio se refiere a la densidad, no a la potencia de los transistores.

Es decir, cuando se habla de que el procesador del próximo Samsung o del próximo iPad tendrá una arquitectura de cinco nanómetros, significa que podría tener el doble de transistores en el mismo espacio que lo que tendría un procesador construido en la escala de los diez nanómetros. Tener un mayor número implica tener mejor rendimiento y mayor eficiencia energética y, por tanto, un procesador más potente o un chip capaz de almacenar más datos. Aunque se puede entrar en muchas más disquisiciones técnicas, se puede resumir en que la arquitectura, junto a la velocidad de reloj y el número de núcleos, son los principales valores que determinan cuán bueno puede ser un 'chipset'.

Con la progresiva miniaturización que se ha visto en los últimos años no son pocas las veces que alguien se ha preguntado si este principio tiene visos de agotarse. "Llevamos muchos años con este debate de si la 'ley de Moore' se agota o no. Algunos lo verán más cerca o más lejos, dependiendo como planteen ese aumento de transistores", comenta Jesús del Álamo, profesor del MIT. "Sea como sea, en los actuales términos, estas máquinas acaban de conseguir que la 'ley de Moore' siga 10 años más vigente por lo menos. Es una tecnología simplemente fascinante", sentencia este docente natural de Soria, que dirige el Laboratorio de tecnología de microsistemas de esa prestigiosa institución estadounidense. "Hay quien la ha definido como la máquina más difícil jamás construida. Y es una afirmación bastante acertada", agrega.

La litografía ha sido la técnica que han utilizado los fabricantes de chips para 'imprimir' los patrones en la oblea de silicio. Hasta la escala de los 10 nanómetros se puede hacer sin la tecnología de ASML, pudiendo recurrir a las máquinas de competidores como Canon o Nikon, por citar algunas. Sin embargo, a partir de ahí, si se quiere reducir la escala, solo se puede recurrir a las máquinas EUV de la compañía holandesa. "Es lo que llamamos un estrangulamiento en la cadena de suministro", explica Antonio Varas, 'senior partner and managing director' de Boston Consulting Group que trabaja en la sede Silicon Valley encargándose del negocio de semiconductores.

Pero ¿por qué los europeos han llegado a este dominio de la tecnología y no lo han hecho otros? Hay que remontarse a 1997 cuando la compañía empezó a experimentar con la luz ultravioleta para crear circuitos integrados. La idea ya se llevaba rumiando desde años atrás. En los ochenta, un grupo de científicos japoneses y estadounidenses (en el que estaban involucradas firmas como Intel) ya formularon una primera demostración de los beneficios que podía tener esta tecnología y en los años posteriores se fueron conquistando diversos hitos. La ventaja que proporciona esta fuente de luz y no la que tradicionalmente utiliza la litografía es una luz con una onda muchísimo más pequeña, lo que permite muchísima más precisión. La decisión de construir estas máquinas ha supuesto un desembolso en investigación y desarrollo de 8.000 millones de dólares para la compañía. "Sin la colaboración y los millones de Intel, Samsung o TSCM, que a pesar de ser rivales colaboraron por el avance de la industria, no habría sido posible", comenta Del Álamo.

El tiempo ha dado la razón a TSMC y Samsung al apostar por esta tecnología

"En toda la cadena de valor te encuentras estructuras de pocos jugadores, tres o cuatro proveedores muy especializados. En el caso de ASML es más exagerado, porque se ha demostrado que son la única opción y son imprescindibles por debajo de los 10 nanómetros", explica Varas, quien puntualiza que la compañía ha atraído enormes cantidades de dinero e inversiones por parte de los principales fabricantes de procesadores a nivel mundial. "La colaboración de Intel, TSCM y Samsung no es nada casual". Cuando lanzaron sus primeros modelos al mercado, la firma coreana y la taiwanesa optaron por integrarla en sus plantas. La empresa estadounidense, por su parte, decidió estirar sus actuales equipos. ¿Qué ocurrió? "El tiempo ha dado la razón a Samsung y TSCM en su apuesta. Intel ha ido rectificando y ya tiene un acuerdo para ser los que utilicen la tecnología de ASML para fabricar en tres nanómetros", agrega. IBM, que consiguió un diseño en dos nanómetros, también ha dicho que esta tecnología es inevitable si quiere llevar a cabo sus planes. "Han demostrado que pueden llegar hasta ahí y prácticamente también hasta los dos nanómetros. La pregunta es si puede llegar más allá".

El funcionamiento no es nada sencillo y ASML ha tenido que buscar proveedores muy especializados. Por ejemplo, el láser que se utiliza para golpear las gotas de estaño y generar la luz ultravioleta está fabricado y concebido en California. El sistema para mantener el vacío proviene de Reino Unido. Zeiss, un fabricante alemán conocido por sus productos para fotografía, le diseñó una serie de espejos que no absorbiesen la pequeñísima onda de la luz ultravioleta como ocurría con las lentes tradicionales. La cerámica estructural y componentes químicos llegan desde Japón. Es decir, el plato es holandés pero el 65% de los ingredientes provienen de otros países, según cifras de la propia Boston Consulting Group.

Este es uno de los motivos por los que China, muy interesada en ser autosuficiente en este tipo de materias y fortalecerse frente a Washington, no ha logrado replicar algo así. Aunque lograse el conocimiento técnico y las capacidades para montar las máquinas de EUV, la cadena de suministro es tan tremendamente especializada y global que es casi imposible pensar en replicarla a nivel local. Algo parecido es lo que se vio en el caso del veto a Huawei y los chips de última generación para los móviles del que llegó a soñar con ser, incluso, primer fabricante mundial. "EEUU ya ha demostrado que no tiene intención de que China produzca por debajo de los diez nanómetros. Los 'foundries' chinos ahora están en 14 nanómetros", añade Vargas, que recuerda que desde 2019, la Administración Trump consiguió que se parasen las exportaciones de ASML a las empresas de aquel país.

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"La dependencia no es un problema"

Algo que no comparte el mandamás de la compañía, Peter Wennick, quien tildó este bloqueo de contraproducente. "Si les privas de todo esto, les obligarán a luchar por la soberanía tecnológica, pero la soberanía tecnológica real... Y en 15 años podrían lograrlo, haciendo desaparecer ese mercado para las empresas europeas", preconizaba Wennick en abril de este mismo año, en un encuentro en el que deslizaba su intención de elevar su producción anual desde las 35 máquinas anuales hasta las 55. Cada una, por cierto, cuesta 150 millones de dólares. "Tienes que tener algo que los demás necesiten. La dependencia no es un problema. Hay que desarrollar la dependencia mutua", sentenciaba.

"El problema que suscita su hegemonía es que ASML, pero no para China sino para todos, no tiene absolutamente ninguna alternativa. Llama la atención porque es europeo y siempre decimos que estamos fuera de esta carrera de los microchips", explica Ignacio Mártil, catedrático de Electrónica en la Universidad Complutense de Madrid. "Una de los grandes éxitos de su tecnología ha sido el de elevar los diseños, aprovechar la tercera dimensión para poder seguir sumando transistores a la oblea".

Este experto señala que el problema es el mismo que con las fábricas de circuitos integrados: un fabricante de máquinas de EUV "no está al alcance de cualquier fortuna". "Aun así, el dinero no lo es todo, hace falta también una tradición y un conocimiento científico y técnico de décadas para poder afrontar el reto que supone pasar de una escala de 14 o 16 nanómetros a una de siete. Cuando esto se hace, hay que cambiar por completo el concepto y la máquina por dentro. Y eso tampoco está al alcance de muchos, aunque lo riegues de millones", concluye.