Cada nanómetro cuenta

IMAGE: TSMC

Las noticias de hoy nos brindan un interesante punto de comparativa que permite entender de manera clara el quién es quién en la industria de los chips… y en la del automóvil.

GM anuncia un importante acuerdo a largo plazo con GlobalFoundries para la producción en exclusiva de semiconductores en los Estados Unidos, que se concretará en una expansión de la factoría que la compañía tiene en Nueva York. El acuerdo supone además una victoria para la administración Biden, que lleva tiempo tratando de asegurar mediante paquetes legislativos el establecimiento de capacidad de producción de chips en su territorio, con el fin de evitar problemas como el desabastecimiento que comenzó en 2020 durante la pandemia y que duró algo más de un año, lo que supuso el cierre de múltiples plantas de fabricación de automóviles.

Hasta aquí, todo muy bien: una importante marca de automoción, que trata de asegurarse el suministro de chips para evitar problemas de desabastecimiento. Pero como siempre, el diablo está en los detalles: ¿quién es GlobalFoundries, la compañía con la que GM cierra su acuerdo? Pues básicamente, la empresa fabricante que surgió de la desinversión de AMD cuando ésta optó por convertirse en fabless, y que es el cuarto fabricante de chips del mundo, con fábricas en Singapur, Europa y los Estados Unidos. Pero lo interesante, más allá de las cualificaciones de GlobalFoundries, está en su producción: en sus diez factorías, la compañía fabrica chips que van desde los 600 nanómetros (0.0006 milímetros) hasta los 12 nanómetros, que únicamente fabrica en su planta de Dresden, en Alemania.

¿Qué son 12 nanómetros? Pues además de ser una medida de grosor muy pequeña, tan solo 0.000012 milímetros, es un tipo de chips que en absoluto corresponden a la última generación. Si atendemos tan solo a esta variable, la más habitual para tratar de expresar cuántos transistores equivalentes pueden encapsularse en un chip, las últimas generaciones de chips producidas comercialmente están en torno a los tres nanómetros, y hay compañías que están empezando a adentrarse en los dos y hasta en un nanómetro. Cuando logramos mejorar la resolución en la fabricación de chips, podemos conseguir logros muy importantes, como incrementos muy significativos de la potencia o reducciones muy importantes del consumo. Cuando, en 2021, por ejemplo, IBM anunció un chip de dos nanómetros cuya producción preveía podría llevarse a cabo en unos dos o tres años, se calculaba que las mejoras en su rendimiento podían equivaler a un 45% más en potencia o a un 75% menos en consumo, en función de su destino.

Pues bien: el pasado noviembre, Tesla hizo un pedido masivo de chips, tan importante que la llevó a convertirse en uno de los principales clientes de la compañía suministradora. Esa compañía era ni más ni menos que TSMC, el líder absoluto de la industria, y esos chips eran de cuatro nanómetros, suministrados desde la planta que la compañía tiene en Arizona. Tesla es el primer cliente que TSMC tiene para ese tipo de chips de cuatro nanómetros.

Esa es la (gran) diferencia. Para GM y para la inmensa mayoría de las compañías de automoción tradicionales, un chip es un chip, y su papel, aunque creciente, sigue asociado con cuestiones como los sistemas de entretenimiento del vehículo y cuestiones similares. Según la visión de estas compañías, lo importante en un vehículo es su motor, medido además en variables «de fontanería» o «de mecánica» como los centímetros cúbicos o el número de cilindros que tiene. Pertenecen a un mundo en el que, simplemente, las cosas se medían así: cuánta potencia soy capaz de generar con un par motor adecuado y en qué regímenes de vueltas para que mi coche sea del gusto de los clientes, que valoran precisamente ese tipo de atributos y otros relacionados que incluyen hasta el ruido que genera.

Por eso pueden abastecerse de chips con tecnologías no especialmente modernas, para los que hay múltiples fabricantes. La contrapartida de eso es que se trata de chips con precios unitarios comparativamente baratos que generan a sus fabricantes márgenes relativamente bajos, lo que lleva a que, ante una crisis, sean los primeros que les interesa recortar en sus líneas de producción. Durante toda la crisis de los chips, mientras todas las marcas tradicionales cerraban fábricas y recortaban producción, Tesla pudo seguir fabricando, porque sus chips eran estratégicos para sus fabricantes, provenían de diseños en los que la propia Tesla había participado, y dejaban un buen margen en las arcas del fabricante. Tesla únicamente recortó su producción cuando los confinamientos provocaron que, en algunas de sus fábricas, los trabajadores no pudieran ir a trabajar, pero no por un problema de desabastecimiento.

Para Tesla, un chip no es simplemente lo que se pone en el sistema de entretenimiento, ni nada por el estilo. Un chip es el alma del vehículo, porque el propio vehículo es un concepto completamente diferente: un ordenador enorme con ruedas. Una máquina electrónica encargada de mantener un complejo sistema de context awareness, del control de los múltiples sensores, de dónde se encuentra y de cómo afecta eso a las circunstancias de la conducción, y de gestionarlo todo, desde la identificación del vehículo cuando se conecta a un sistema de recarga, hasta el cierre de las puertas o la conexión del «modo centinela» cuando su propietario se aleja unos metros. Hablamos de chips de una enorme capacidad preparados para gestionar modelos de machine learning con miles de parámetros, no «de fontanería» ni «de mecánica». Es, simplemente, otra época, otro producto, y otra compañía, con necesidades completamente diferentes y componentes radicalmente distintos, y las enormes diferencias en la generación a la que pertenecen los procesadores que necesitan son, precisamente, la prueba de ello; mientras GM lucha por asegurarse el suministro de chips cerrando un acuerdo con una compañía que únicamente llega a los doce nanómetros, Tesla hace pedidos enormes a la única que le puede proporcionar chips de cuatro nanómetros. Y ahora, en esta industria, cada nanómetro cuenta.

¿Quieres competir con Tesla? Pues déjate de calcularlo en número de coches vendidos, y empieza a plantearlo con las variables que realmente importan.


This post is also available in English on my Medium page, «In today’s car industry, every nanometer counts: just ask Tesla»

18 comentarios

  • #001
    JPR - 10 febrero 2023 - 15:40

    ¿ Cuando pides una hamburguesa te lo sirve un raider falso autónomo de Glovo o te lo sirve el pequeño Nicolas en un Ferrari?

    Pues algo similar debe pensar GM que para pequeño Nicolas ya está Elon y sus mariachis con estrella de David reconvertida en blue check

    Es solo una opinión, a favor de Enrique Dans, cuando dice que las opiniones son como los culos… con pólvora del rey que bien se j…

  • #002
    Pubaro - 10 febrero 2023 - 16:26

    ASML y TSMC tuvieron que montarlas en los 80s Phillips y Sony pues cada dia necesitaban chips mas complicados para su inmenso catalogo de televisores, walkman y todo tipo de productos electronicos consolas videojuegos, los chips de los ordenadores de la epoca

    El mundo de hoy 2023 consiste en eso, un chip que cuesta un euro no lo dispone GM, Renault, Stellantis Wolskwagen fabricas de pc, «potencias» del segundo mundo como Rusia, y queda las fabricas paralizadas, por un chip que cuesta un euro, guerras de artilleria, pues ya vimos lo que les paso a miles de cazas rusos en las guerras de Irak, Libia, Yugoslavia o Siria; no tienen tecnologia electronica, no existen …. solo les quedo la amenaza nuclear

    pero montar una fabrica de ellos necesita el PIB de paises, cientos de miles de millones y decadas de investigacion, podemos hablar de perdida de tren de la gran mayoria de los paises de la Tierra, ni una Nigeria ni incluso paises como España tienen capacidad para montar fabricas con tecnologia de verdad

    Como curiosidad los drones que compra en Amazon Rusia para su guerra, proviene de los servomotorcillos, muy complejos que llevan los cds y dvd, motorcillos electricos que los hacen volar y son imposibles de fabricar excepto por un par de empresas a nivel mundial, y las memorias ram o placas bases que iran ya por los 30 mil o 40 mil buses pues en las mismas

    Ahora uno y los que conozco, nos conectamos a internet con sistemas android, en telefonos moviles Sansung, en mi televisor con una especie de Android Sony, nada ha cambiado desde los 80s para aca, las empresas son las mismas

  • #003
    Lua - 10 febrero 2023 - 17:19

    Veamos… pregunta “trampa”:

    Es mejor un BWM Serie 5 que un Serie 3? A priori, diríamos que si. Cinco es mayor que tres. Sin embargo, eso no es del todo cierto.

    Hace ya muchos años que estamos errados con el tema de las nomenclaturas (los «nanos») y hoy día, no es más que una cuestión de marketing, porque no tienen relación con la implementación física en los semiconductores (los chips).

    El Dr. Philip Wong, vicepresidente de investigación corporativa de TSMC, nos hace una pregunta similar: “Mejor un BMW 5 o un Mazda 6”?

    «Estos números son solo números. Son como modelos en un automóvil, es como BMW 5 o Mazda 6»

    TSMC’s 7nm, 5nm, and 3nm “are just numbers… it doesn’t matter what the number is”

    “It used to be the technology node, the node number, means something, some features on the wafer,” says Philip Wong in his Hot Chips 31 keynote. “Today, these numbers are just numbers. They’re like models in a car – it’s like BMW 5-series or Mazda 6. It doesn’t matter what the number is, it’s just a destination of the next technology, the name for it. So, let’s not confuse ourselves with the name of the node with what the technology actually offers.”

    Se da el caso que el proceso de 7 nanómetros de Intel (250M/mm2) supera en densidad a los 5 nanómetros de TSMC (171M/mm2) y de ahí el «salto» para convertirse en 4 nanómetros. Intel esta intentando acercarse a la realidad. Esto es porque antaño los nanómetros se empleaban para medir la longitud de puertas lógicas. Pero con la aparición de los procesos de fabricación FinFET, VTFET o GAAFET pierden sentido.

    Intel Process Roadmap to 2025

    It is no secret that having «Intel 10nm» being equivalent to «TSMC 7nm», even though the numbers actually have nothing to do with the physical implementation, has ground at Intel for a while. A lot of the industry, for whatever reason, hasn’t learned that these numbers aren’t actually a physical measurement. They used to be, but when we moved from 2D planar transistors to 3D FinFET transistors, the numbers became nothing more than a marketing tool. Despite this, every time there’s an article about the technology, people get confused. We’ve been talking about it for half a decade, but the confusion still remains.

    Si de alguna manera habría que “medir”, debería ser en razón a la densidad de transistores y el número de capas, así como el consumo, tal como dice Samuel Moore del IEEE Spectrum:

    A Better Way to Measure Progress in Semiconductors

    En definitiva… que el numero de nanos, es importante, pero no lo es todo…

    • JPR - 10 febrero 2023 - 19:23

      Le ha pasado la foto enlazada a un clasificador de imágenes avanzado que tiene un 99.9% de fiabilidad y me ha dado que en su context awareness no es un coche.

      Un ordenador enorme con ruedas

      • Lua - 10 febrero 2023 - 19:53

        No tengo la exclusiva de las birras… XDD

  • #006
    Gorki - 10 febrero 2023 - 17:41

    el propio vehículo es un concepto completamente diferente: un ordenador enorme con ruedas.

    En mi, (puede que confundida), opinión, el vehículo eléctrico actual, es un concepto completamente diferente: una batería enorme con ruedas. Comparado con los mas de 1000 kilos de la batería, que alfombra el chasis del coche, que el ordenador central sea un leve smarphone de 250 gr, o un ordenador de sobremesa de 5 Kilos, es absolutamente indiferente, O es que no hay un rincón en un SUV para ocultar un ordenador de torre.

    Tu, (legítimo), amor por el Tesla, te hace ver «gigantes» donde solo hay molinos de viento produciendo Kilovatios,… (Que «woke» me ha salido esta metáfora)

    • Lua - 10 febrero 2023 - 18:41

      Nos pongamos como nos pongamos (y Agamenon blabla)

      Un coche, es un coche. Punto.
      Carroceria, motor (del tipo que sea) y ruedas. Todo lo demas, son «extras».

      Subjetivo queda el que sea mas bonito, mas «in» o mas «woke»… XDDD

      ps.- la metafora te ha quedado feten… XD

  • #008
    Juan T. - 10 febrero 2023 - 18:43

    GM parece estar adoptando un enfoque más conservador y seguro en cuanto a la incorporación de la tecnología en sus vehículos. Los chips de 12 nanómetros son más grandes y más antiguos que los chips de 4 nanómetros, pero también son más confiables y estables.

    Por otro lado, Tesla está adoptando un enfoque más audaz y avanzado en la tecnología de sus vehículos. Los chips de 4 nanómetros son más pequeños y más avanzados que los chips de 12 nanómetros, lo que significa que tienen una mayor capacidad de procesamiento y un menor consumo de energía.

    Aunque GM puede estar sacrificando algo de capacidad de procesamiento al optar por chips más antiguos, también está asegurándose de una mayor fiabilidad y estabilidad en sus vehículos. Por otro lado, Tesla está arriesgándose un poco más al optar por chips más avanzados, pero está obteniendo una mayor capacidad de procesamiento y una mayor eficiencia en el proceso.

    En última instancia, la decisión de GM de utilizar chips de 12 nanómetros en lugar de chips de 4 nanómetros puede resultar en una pérdida de competitividad en comparación con Tesla, pero también es un reflejo de su filosofía de priorizar la fiabilidad y la estabilidad en lugar de la velocidad y la capacidad.

    Y todo lo anterior me lo ha escrito Chat GPT3 , así que perdonadme, pero ya no me creo del todo que los que contestais a Enrique sois vosotros, a no ser que Enrique incorpore un filtro fiable de detección.

    • Lua - 10 febrero 2023 - 19:14

      «Si nos pinchan, ¿acaso no sangramos? Si nos hacen cosquillas, ¿acaso no reímos? Si nos envenenan, ¿acaso no morimos? Y si nos agravian, ¿no debemos vengarnos?»

      Pues yo me estoy tomando unas birras…
      ChatGpt no sabe hacer eso (aun) XDDD

  • #010
    Cybo - 10 febrero 2023 - 19:57

    Bien, sí, de acuerdo.

    Pero, como suele decirse, el tamaño no lo es todo sino que también depende lo que hagas con él.

    Así, Tesla, por mucho chip avanzado que tenga, no está sabiendo aprovecharlos.

    Su ADAS cae ya sistemáticamente en las comparativas por debajo de las marcas tradicionales, entre ellas GM, BMW y sobre todo Mercedes.

    Y no sé cuantos nanos tienen los chips de estos, pero lo cierto es que el resultado es mejor.

    Por cierto, Mercedes es la única con un sistema que permite OFICIALMENTE soltar el volante y con la marca asumiendo la responsabilidad de lo que haga el coche.

    Ni siquiera a nivel de carga, su tecnología es ya la más puntera (sí, la mejor red) ni es la única con autoidentificación del coche para la tarificación

    Tesla debería moverse y hacerlo ya.

  • #012
    Gorki - 10 febrero 2023 - 20:28

    Por suerte el Tesla no es un ordenador enorme con ruedas, Si no, el coche de EDans, que tiene unos 4 años, se habría quedado casi obsoleto, (obsolescencia programada), por no poder procesar con la debida rapidez, los programas con las actualizaciones de software que le mandan cada dos por tres desde la fábrica.

    Si su coche no tiene ninguna actualización de software pendiente, la pantalla táctil mostrará «El software de su coche está actualizado».

    Si su coche tiene una actualización de software disponible, la pantalla táctil mostrará «Actualización disponible». También se mostrará un icono de descarga amarillo en la parte superior de la pantalla táctil.

    • Gorki - 10 febrero 2023 - 20:31

      P.D: Yo si soy de carne y hueso, Debería llamarme Legíón porque somos muchos (Marcos 5, 9)

    • Pubaro - 10 febrero 2023 - 21:46

      Te gusta el coche de Enrique y venga venga siempre con el coche de Enrique ¡¡¡¡ PUES COMPRATE UNO !!!!! https://www.youtube.com/watch?v=3U23JNo2n2w

      • Gorki - 10 febrero 2023 - 23:43

        Antonio, niño, metete con los de tu edad.

  • #016
    f3r - 11 febrero 2023 - 09:32

    En mi opinión, un coche NO debe llevar un ordenador.
    En esto coincido con los ingenieros: la solución con menos complejidad (número de piezas o de pasos para reparar dichas piezas) es claramente superior.

    Dame un coche básico, a ser posible construido en la época de oro de la rusia soviética, y te durará hasta el fin del milenio.

  • #017
    f3r - 11 febrero 2023 - 09:41

    Sobre el debate actual de la independencia/soberanía de producción de chips, creo que hay que separar dos discusiones, que generalmente acaban mezcladas de manera implícita: por un lado los chips de uso comercial y los que te dan una ventaja militar (supongo que para guiar en tiempo-real un misil hipersónico, etc).

    En este último tipo de uso (que es el que realmente preocupa a USA y a China), realmente importa que sean de 2nm? La pregunta va en serio: ¿los flop/s dependen del tamaño del transistor o del número total de transistores? Es decir, una oblea el doble de larga pero con el doble de nanómetros, ¿no da la misma velocidad de cálculo? (Sí, supongo que dependerá de los buses que comuniquen las zonas del procesador, etc)

    Vamos, que supongo que puedes montar misiles hipersónicos nucleares con un chip de hace 20 años sin problemas, aunque si alguien sabe más que me explique, please.

    Y esto me lleva a pensar, ¿la guerra mundial que se está preparando en torno a la soberanía de Taiwán, obedece solo a una cuestión comercial sobre las CPUs para móviles/tablets? (ahí si que hacen falta pocos nm, por espacio limitado)

    En fin, que alguien me explique.

  • #018
    Xaquín - 11 febrero 2023 - 13:57

    Me encanta adentrarme en el mundo de la cuántica, pero las medidas, sean en nanómetros o centímetros de pene, me la sudan bastante (estando jubilado)… lo que em siguen preocupando son los enanometros mentales… esos humanos, que pueden operar con la centésima parte de un circuito neuronal, pensando que están usando varios cientos de ellos…

    También es cierto que prefiero al «tontolaba» (dicen) del Musk, que a cualquier ejecutivo de la GM.

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