ASML al rescate de Intel, TSMC y Samsung en la crisis de los chips

La holandesa ASML Holding es conocida por proveer de maquinaría industrial clave para el desarrollo de nuevos chips bajo los procesos o nodos de fabricación EUV, pero esta vez no vamos a hablar de ellos para hablar de dicha tecnología, sino de las predicciones que han realizado de cara a la siguiente década. Y es que ASML ha hecho una presentación de como serán los chips para el año 2030.

Siendo ASML una empresa dedicada a la construcción de maquinaría industrial para la fabricación de chips, han terminado por ser una autoridad en cuanto a saber como va a evolucionar la tecnología en los años siguientes. Desde el momento en que sus unidades para el EUV se han convertido en una parte imprescindible en la industria (de la cual mantienen un monopolio)  sus predicciones a futuro son para tener muy en cuenta, ya que son de los pocos que pueden hablar con conocimiento de causa sobre el tema.

ASML: hasta 300.000 millones de transistores para 2030

ASML 2030 transistores

A través de una presentación ASML ha dado datos de cómo evolucionarán en complejidad los chips en nuestros PC para los años siguientes. De todo ello, lo primero que llama la atención es que tendremos chips de hasta 300.000 millones de transistores, al menos por parte de TSMC tal y como podéis ver en la diapositiva de arriba. En la actualidad el chip más complejo de la fundición de Taiwán es el NVIDIA A100 con un tamaño de más de 800 milímetros cuadrados y construido bajo el nodo de 7 nm y 54.000 millones de transistores, lo que supone un salto de 6 veces en densidad.

ASML 2030 Velocidad Reloj

El segundo punto es la velocidad de reloj, después del final del escalado de Dennard la velocidad de reloj se mantendrá como en las últimas dos décadas, en el entorno de los GHz contados por unidades y por tanto ni siquiera en 2030 ASML asegura que no vamos a ver CPU a 10 GHz o más. Tampoco es una información que nos haya cogido por sorpresa dado que hace ya muchos años que los grandes saltos en velocidad de reloj pasaron a la historia y llevamos ya varias generaciones en las que el rendimiento no viene por un aumento en este aspecto.

ASML 2030 consumo energético

El tercer y último punto tiene que ver con el consumo energético. Y es que la evolución no solo se ha estancado en cuanto al crecimiento de la velocidad de reloj desde que empezó la era Post-Dennard en 2005, sino que además hemos de tener en cuenta que la transferencia de datos crece con el número de núcleos y la interconexión entre ellos. En la actualidad es el mayor cuello de botella y ASML afirma que hasta 2030 seguirá el estancamiento general. Lo que confirma una tendencia que hace años se está dando en la industria, la búsqueda de nuevos sistemas de interconexión que permitan reducir el consumo energético en este aspecto.

En todo caso, la predicción en lo que a potencia por vatio que ha habido desde 2005 se mantendrá estable gracias a estos nuevos sistemas de empaquetado como pueden ser CoWoS y SoIC por parte de TSMC o Foveros y EMIB por parte de Intel. Es decir, se especula que la potencia por vatio podría triplicarse cada dos años, pero se ha de tener en cuenta que esto es teniendo en cuenta la arquitectura más eficiente junto al tipo de empaquetado más avanzado de cada momento pensado para el empaquetado más complejo.

Predicciones en memoria RAM y NAND Flash

ASML 2020 NAND DRAM

Ya para terminar, lo que hemos de destacar por parte de las predicciones de ASML para 2030 es en referencia al futuro de la memoria DRAM. Y es que ellos predicen que vamos a ver todavía varias generaciones de memoria bajo procesos de más de 10 nm, siendo el desafío actual por parte de los fabricantes de memoria el moverse a nodos más pequeños. Esto se traduce en que la capacidad de almacenamiento de la memoria volátil del sistema no aumentará mucho en los años siguientes.

En cuanto a la NAND Flash la evolución será mucho más agresiva, el desafío es que acaben reemplazando a los discos duros y se esperan evoluciones que irán de las actuales configuraciones de menos de 200 capas con el reto a futuro de llegar hasta las más de 600 capas. Por lo que a ojo cubero estaríamos hablando de entre cuadriplicar y quintuplicar las capacidades de almacenamiento de los SSD bajo el mismo coste.

El futuro de Intel, Samsung y TSMC pasa por el uso de la tecnología EUV

Dado que el EUV es indispensable de cara al avance en los semiconductores, desde ASML predicen que de cara a 2025 y en comparación a las cifras actuales la cantidad de obleas que se producirán con dicha tecnología se duplicará siendo la mayoría de ellas para construir chips de memoria.

En cuanto al mapa de ruta de ASML, en la actualidad los fabricantes de semiconductores están haciendo uso de su tecnología EUV 0.33 NA, la cual se utiliza para la fabricación de chips bajo los nodos entre los 7 nm y los 2 nm. Mientras que para la siguiente generación tienen ya lista su tecnología EUV 0.55 NA de la cual sabemos que Intel ha sido el primer gran cliente en adquirirla para su muy a futuro nodo 20A para ser la primera en tener la maquinaría disponible y adelantarse a TSMC.

En conclusión, el futuro en los procesadores pasa por la tecnología EUV y ASML ya tiene todo lo necesario para una década de avances en hardware de la mano de TSMC, Intel y Samsung.