Por qué ganar la carrera de los 7 nm es vital para Huawei, Apple, Samsung y Qualcomm

Cuando Huawei presentó su Kirin 980 hace unos días lo hizo sacando pecho: ha sido la primera en sacar al mercado una CPU de 7 nm para dispositivos móviles.

Han sido los primeros, pero no serán los últimos. Todo apunta a que Apple también usará esta escala de integración en sus futuros A12, y Samsung y Qualcomm también están trabajando para apuntarse a una tecnología que trae ventajas importantes y que además le hace hueco a una de las tecnologías clave de los próximos años: la conectividad 5G.

Lo primero es lo primero: buscando la potencia, pero sobre todo la eficiencia

Como explicaban los expertos en fabricación de semiconductores en la conferencia Industry Strategy Symposium en enero de 2017, en realidad los nombres de los procesos litográficos son en parte una herramienta comercial que "ya no se refiere a ninguna dimensión física en los chips".

Lo explicaba Scotten Jones, presidente de IC Knowledge, que en su presentación utilizaba una gráfica comparativa en la cual se podía ver cómo se comparaban los procesos litográficos de Global Foundries, Intel, Samsung y TSMC, los cuatro gigantes actuales de fabricación de procesadores móviles.

Esa comparativa dejaba claro por qué Intel por ejemplo está tardando tanto en ofrecer sus procesadores con tecnología de 10 nm: en realidad su densidad de transistores es tal que es comparable a los 7 nm de TSMC, por ejemplo.

De hecho TSMC es especialmente protagonista en el terreno de los móviles porque de sus fábricas salen tanto los procesadores de Apple como los de Huawei. Samsung se encarga de fabricar tanto los procesadores de Qualcomm como sus Exynos mientras que Intel es responsable del diseño y fabricación de sus procesadores y AMD trabaja con GlobalFoundries aunque parece que próximamente se aliará con TSMC.

Si nos centramos en el terreno de la movilidad, TSMC y Samsung llevan la voz cantante, y ambas llevan tiempo preparando ese salto a los 7 nanos, sea ya este nombre de proceso más o menos adecuado para referirse a sus características físicas.

Samsung, por ejemplo comenzó a dar detalles de su tecnología EUV en junio de 2018, algo que permite contar con unos transistores FinFET realmente diminutos y que por ejemplo permitirán alcanzar mayores densidades de almacenameiento también en su división de memorias, una de las más importantes del mundo. Esa tecnología, aseguran en Samsung, ayudará también a reducir los costes de producción.

En TSMC llevan meses produciendo micros de 7 nm con su tecnología de primera generación para estos nodos, la llamada CLN7FF. Con ella es posible reducir el tamaño de la die el 70% para el mismo número de transistores, aumentar la frecuencia de reloj un 30% y también reducir el consumo energético en un 60%, pero evidentemente eso no es lo que hacen los fabricantes.

¿Más allá del móvil?

Lo que hacen es aprovechar esos márgenes de maniobra para integrar más componentes, que seguirán siendo tan eficientes o más que sus predecesores aun siendo claramente más potentes.

Esa viene siendo la tónica durante los últimos años, en los que hemos visto cómo especialmente en el ámbito móvil los procesadores han avanzado a un ritmo asombroso. Hoy en día los datos de procesadores como los A11 Bionic que tienen una potencia bruta superior a la de procesadores de escritorio como el Core i5 de 7ª generación en los MacBook Pro de 13 pulgadas.

Eso, claro, plantea incógnitas de lo más inquietantes sobre la informática de escritorio actual. Intel y AMD comienzan a comprender la amenaza que proviene de SoCs móviles que ya ofrecen una alternativa real en el escritorio: los Snapdragon 850 para portátiles ARM basados en Windows lo demuestran.

No es probable que la informática de escritorio tradicional basada en micros de Intel y AMD se vea afectada drásticamente a corto plazo, pero puede que la eficiencia y prestaciones de estas soluciones comience a convencer a más y más usuarios.

Ámbitos como el gaming, muy ligados al PC de toda la vida, también comienzan a sentir el ataque de los móviles orientados a videojuegos, y esa promesa de la convergencia que se ha vuelto a mostrar con la nueva edición de Samsung DeX también nos hace vislumbrar un futuro en el que el smartphone podrá suplir nuestras necesidades como PC de escritorio.

Mientras tanto, eso sí, esta nueva escala de integración permitirá el siempre bienvenido "más y mejor". Móviles más potentes y que hacen todo mejor o, al menos, más rápido. Eso afecta a todos los ámbitos, pero especialmente al de la fotografía, donde la potencia de postprocesado de imágenes y la fotografía computacional se han apoderado de un mercado que ya no necesita ser experto para sacar tomas increíbles aun en condiciones lumínicas deficientes.

Preparándose para las redes 5G

La otra pata de la ecuación está en esos nuevos componentes de estos procesadores de 7 nm, que ahora dan cabida a coprocesadores especializados (en el ámbito de la inteligencia artificial, por ejemplo) y que también hacen posible la integración de módems 5G con los que estar preparados para el futuro.

Esos procesos van refinándose cada cierto tiempo, y de hecho TSMC tiene el objetivo de ser el primer fabricante en utilizar la llamada Litografía de Ultravioleta Extremo (EUVL) en algunas de las capas de la fabricación. Eso permitirá un 20% mayor de integración de transistores frente a CLN7FF y un 10% de reducción del consumo, y desde ahí darán el salto a los procesos CLN5 (5 nm) en 2020.

Qualcomm confirmó también hace unos días que estaba trabajando en su próxima generación de procesadores —Snapdragon 855 a la vista, aunque no hay nombre confirmado— que también harán uso de procesos de fabricación de 7 nm y que integrarán el modem Snapdragon X50 preparado para redes 5G aun cuando parece que aún tardaremos un tiempo en poder conectarnos a dichas redes. Los primeros smartphones basados en esos SoC llegarán en la primera mitad de 2019, aseguraba Cristiano Amon, presidente de Qualcomm Incorporated.

Esa conectividad 5G es sin duda una de las grandes promesas de estos chips, que podrán dar soporte a dichas redes sin (esperemos) sacrificar rendimiento o eficiencia. Eso, claro, unido a esas otras tareas especializadas en ámbitos como la inteligencia artificial o esa Internet de las Cosas que también podría despegar de forma clara con estas nuevas ventajas de los procesos de 7 nm. Las expectativas son muchas, pero tendremos que ser cautos... y pacientes.

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