¿Cómo pretende Samsung superar a Intel y TSMC con su nueva tecnología de chips?
Samsung ha anunciado que ya tiene lista la tecnología de chips que le permitirá competir con Intel y TSMC, los gigantes del mercado de los procesadores. ¿En qué consiste esta tecnología? ¿Qué ventajas tiene? ¿Qué desafíos enfrenta? En este blog te lo contamos todo.
Samsung ha desarrollado la tecnología GAA (gate-all-around), que consiste en rodear completamente el canal del transistor con una puerta de control, lo que mejora el rendimiento, la eficiencia y la densidad de los chips. La compañía planea introducir esta tecnología en sus nodos de 3 nm y 2 nm, que espera que sean más avanzados que los de Intel y TSMC. Sin embargo, tendrá que demostrar que sus chips son realmente superiores y que puede satisfacer la demanda sin retrasos ni problemas de calidad.
Los chips son el corazón de la tecnología. Son los componentes que hacen funcionar a los dispositivos electrónicos, como los móviles, los ordenadores, los servidores, las consolas o los coches. Los chips se componen de millones de transistores, que son los interruptores que controlan el flujo de corriente eléctrica. Cuanto más pequeños y más numerosos son los transistores, más potentes y eficientes son los chips.
La fabricación de chips es una industria estratégica y muy rentable, pero también muy compleja y costosa. Requiere de grandes inversiones en investigación y desarrollo, así como en infraestructura y maquinaria. Además, se enfrenta al desafío de la escasez mundial de semiconductores, que ha afectado a multitud de sectores desde el inicio de la pandemia de coronavirus.
En este contexto, la competencia entre los fabricantes de chips es muy intensa, y hay tres empresas que se disputan el liderazgo: Intel, TSMC y Samsung. Intel es la empresa estadounidense que domina el mercado de los procesadores para ordenadores y servidores. TSMC es la empresa taiwanesa que fabrica los chips para las principales empresas de diseño, como Apple, Qualcomm, Nvidia o AMD. Samsung es la empresa surcoreana que fabrica sus propios chips para sus dispositivos, así como para otros clientes.
Samsung ha anunciado que ya tiene lista la tecnología de chips que le permitirá (intentar) superar a Intel y TSMC en el mercado de los procesadores. Se trata de la tecnología GAA (gate-all-around), que es una evolución de la actual tecnología FinFET, que usa aletas tridimensionales para controlar el flujo de corriente. La tecnología GAA consiste en rodear completamente el canal del transistor con una puerta de control, lo que mejora el rendimiento, la eficiencia y la densidad de los chips.
Ademas planea introducir la tecnología GAA en sus nodos de 3 nm y 2 nm, que se refieren al tamaño de los transistores que componen los chips. Asimismo espera que sus chips de 3 nm y 2 nm sean más avanzados que los de Intel y TSMC, que también están trabajando en reducir el tamaño de sus transistores.
Pero ¿en qué consiste exactamente la tecnología GAA? ¿Qué ventajas tiene? ¿Qué desafíos enfrenta Samsung para competir con Intel y TSMC? En este blog te lo vamos a explicar.
¿Qué es la tecnología GAA?
La tecnología GAA (gate-all-around) es un tipo de diseño de transistores que se usa para fabricar chips más pequeños, rápidos y eficientes. GAA significa "puerta alrededor", porque la región que conecta la fuente y el drenaje del transistor está rodeada por una puerta que controla el flujo de corriente eléctrica en el canal. Al tener una estructura 3D, los transistores GAA pueden reducir las fugas de corriente y aumentar la densidad de los chips, lo que mejora el rendimiento y el consumo de energía.
GAA es una evolución de la tecnología FinFET, que usa aletas tridimensionales para controlar el flujo de corriente. La tecnología FinFET se ha utilizado desde 2012 para fabricar chips de 22 nm hasta 5 nm. Sin embargo, la tecnología FinFET tiene sus limitaciones, ya que a medida que se reduce el tamaño de los transistores, se incrementan los problemas de resistencia, capacitancia y variabilidad, que afectan al rendimiento y la fiabilidad de los chips.
Esta tecnología supera estos problemas al rodear completamente el canal del transistor con una puerta de control, lo que permite un mejor control del flujo de corriente y una menor variabilidad. Además permite apilar varias capas de transistores, lo que aumenta la densidad de los chips y reduce el área ocupada.
GAA se puede implementar de dos formas: mediante nanocables o mediante nanoláminas. Los nanocables son estructuras cilíndricas que forman el canal del transistor, mientras que las nanoláminas son estructuras planas que forman el canal del transistor. Ambas formas tienen sus ventajas y desventajas, y dependen de la arquitectura y el diseño de los chips.
¿Qué ventajas tiene la tecnología GAA?
La tecnología tiene varias ventajas sobre la tecnología FinFET, que se pueden resumir en las siguientes:
- Mayor rendimiento: los transistores GAA tienen una mayor velocidad de conmutación y una menor resistencia, lo que se traduce en un mayor rendimiento de los chips. Según Samsung, sus chips de 3 nm con tecnología GAA tendrán un 35% más de rendimiento que sus chips de 5 nm con tecnología FinFET.
- Mayor eficiencia: los transistores GAA tienen una menor fuga de corriente y una menor capacitancia, lo que se traduce en un menor consumo de energía de los chips. Según Samsung, sus chips de 3 nm con tecnología GAA consumirán un 50% menos de energía que sus chips de 5 nm con tecnología FinFET.
- Mayor densidad: los transistores GAA tienen una mayor densidad, lo que se traduce en una mayor cantidad de transistores por unidad de área. Según Samsung, sus chips de 3 nm con tecnología GAA tendrán un 70% más de densidad que sus chips de 5 nm con tecnología FinFET.
- Mayor escalabilidad: los transistores GAA tienen una mayor escalabilidad, lo que se traduce en una mayor capacidad de reducir el tamaño de los transistores sin perder rendimiento ni eficiencia. Según Samsung, sus chips de 2 nm con tecnología GAA serán los primeros en el mundo en alcanzar ese nivel de miniaturización.
¿Qué desafíos enfrenta Samsung para competir con Intel y TSMC?
Samsung tiene grandes planes para competir con Intel y TSMC en el mercado de los procesadores, pero también tiene que enfrentar varios desafíos, que se pueden resumir en los siguientes:
- Demostrar la superioridad de sus chips: Tendrá que demostrar que sus chips de 3 nm y 2 nm con tecnología GAA son realmente superiores a los de Intel y TSMC, que también están trabajando en reducir el tamaño de sus transistores. Samsung tendrá que mostrar que sus chips tienen un mejor rendimiento, una mayor eficiencia y una mayor fiabilidad que los de sus competidores, y que pueden soportar las exigencias de los dispositivos más avanzados.
- Satisfacer la demanda de sus clientes: Samsung tendrá que satisfacer la demanda de sus clientes, tanto internos como externos, sin retrasos ni problemas de calidad. Samsung tendrá que asegurar la disponibilidad y el suministro de sus chips, así como la compatibilidad y la integración con los dispositivos de sus clientes. Samsung tendrá que enfrentar la escasez mundial de semiconductores, que ha afectado a multitud de sectores desde el inicio de la pandemia de coronavirus.
- Invertir en infraestructura y maquinaria: Tendrá que invertir en infraestructura y maquinaria para fabricar sus chips de 3 nm y 2 nm con tecnología GAA. Samsung tendrá que construir y equipar nuevas fábricas, así como adquirir y mantener las máquinas más avanzadas, como las litográficas de ultravioleta extremo (EUV), que son las que permiten grabar los patrones más finos en los chips. Samsung tendrá que asumir los altos costos y los riesgos de esta inversión, que puede tardar años en recuperarse.
En fin, Samsung ha pisado el acelerador para desarrollar su tecnología de chips y posicionarse como un líder en el mercado de los procesadores. Su tecnología GAA, le permitirá fabricar chips de 3 nm y 2 nm, que espera que sean más avanzados que los de Intel y TSMC. Sin embargo, tendrá que demostrar la superioridad de sus chips, satisfacer la demanda de sus clientes e invertir en infraestructura y maquinaria. El futuro de los chips está en juego, y Samsung quiere ser el ganador.
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