La industria de los semiconductores enfrenta un importante desafío a medida que la creciente demanda de tecnologías avanzadas lleva a TSMC, uno de los líderes del sector, al límite de su capacidad. Se informa que sus nodos de 3 nm y 5 nm estarán prácticamente al 100% de su capacidad en 2024, debido a la presión generada por sectores como la telefonía móvil y la computación de alto rendimiento (HPC) ligada a la inteligencia artificial (IA). Esta situación involucra a grandes actores como Apple, NVIDIA, AMD, Qualcomm y MediaTek, quienes se disputan el acceso a estos recursos escasos.
El embotellamiento no solo ocurre en el empaquetado avanzado, necesario para los aceleradores de IA, sino también en la litografía, donde los nodos estrella se encuentran saturados. Esto provoca demoras, escasa flexibilidad para enfrentar picos de demanda y potenciales aumentos en los precios.
En particular, los productos de 3 nm ya se han integrado en los procesos de producción masiva, destacándose en los SoC móviles y nuevas generaciones de GPUs y aceleradores de IA. Esta simultaneidad de demandas tensiona aún más la disponibilidad de horas de litografía avanzadas.
La situación compromete no solo a los nodos actuales, sino que también genera una competencia anticipada por el futuro nodo de 2 nm. Apple, por ejemplo, ha comenzado a asegurar capacidad hasta 2026, previendo la transición al uso de GAA nanosheets, una tecnología que marcará el siguiente paso en la evolución de los semiconductores.
Para mitigar la dependencia de Taiwán, Estados Unidos ha incentivado la diversificación geográfica, promoviendo fábricas como TSMC Arizona. Este movimiento es parte del esfuerzo impulsado por el CHIPS Act, que busca fortalecer la autonomía tecnológica en semiconductores claves mediante la manufactura local, aunque la transición hacia la producción a gran escala en estos nuevos emplazamientos aún será gradual y costosa.
Japón, por su parte, no se queda atrás en esta carrera y busca revitalizar su participación en el mercado de semiconductores con el consorcio Rapidus, cuya meta es alcanzar la producción de 2 nm en masa para 2027 desde Hokkaidō.
Esta situación extrema en el mercado se debe a la doble presión ejercida tanto por la IA/HPC, con su demanda de aceleradores y nuevas generaciones de tecnología, como por el sector móvil, donde la transición hacia nodos más eficientes en energía y rendimiento incrementa las necesidades de producción.
El desabastecimiento se refleja en los plazos y precios, donde aquellos con acuerdos a largo plazo y prepagos tendrán ventaja, mientras que otros podrían enfrentar dificultades. La estrategia de diversificación hacia otras compañías de foundry como Samsung Foundry y Rapidus podría ofrecer cierto alivio, siempre que los rendimientos y el ecosistema lo permitan.
En este contexto, asegurar recursos de empaquetado podría ser tan crucial como asegurar la litografía misma. Los actores de la industria emplean prepagos y acuerdos plurianuales como herramientas para proteger su capacidad de producción y mitigar la volatilidad en precios. Además, la asociación con fabricantes de memoria y el diseño adaptable se presentan como estrategias clave para gestionar esta escasez.
Los próximos años se vislumbran desafiantes, con una demanda que probablemente continuará superando el nuevo suministro a medida que la inteligencia artificial sigue expandiéndose y dominando el mercado. Este escenario subraya la necesidad urgente de expandir y diversificar la capacidad geográfica para satisfacer una demanda que no muestra signos de disminuir.
