Autor: Juan Carlos López

Las tierras raras tienen un rol protagonista en la guerra comercial, tecnológica y geoestratégica que sostienen EEUU y China. Estos elementos químicos son relativamente escasos, y, además, no suelen encontrarse de forma pura en la naturaleza, pero lo que los hace tan especiales son sus propiedades fisicoquímicas. De hecho, gracias a ellas se han consolidado como un recurso muy valioso en numerosas industrias, especialmente en las de la electrónica y las energías renovables.

Durante el último año y medio el Gobierno chino ha utilizado su control de estos elementos químicos para defender sus intereses estratégicos en plena confrontación con EEUU, Europa y sus aliados. Lo interesante es que puede hacerlo debido a que produce aproximadamente el 70% de las tierras raras que se distribuyen en el mercado mundial, y, lo que es si cabe incluso más importante, controla el 90% de la industria del procesado al que es necesario someter las tierras raras para que puedan ser utilizadas.

China refina el 99% de las tierras raras pesadas del planeta

En la coyuntura de tensión actual EEUU, Europa y sus aliados necesitan apostar por su independencia y consolidar su propia cadena de suministro. Están en ello, pero no lo tienen fácil. El Viejo Continente en particular se ha propuesto autoabastecerse de al menos el 10% de las tierras raras que necesita para 2030 gracias a la explotación de los nuevos yacimientos, como el que encontró en enero de 2023 la empresa minera LKAB cerca de la ciudad de Kiruna, en el norte de Suecia.

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El punto de partida de China es muy favorable. Como acabamos de ver, con una producción del 70% del mercado global y un control del 90% de la industria de procesado de tierras raras este país asiático tiene este mercado absolutamente controlado. No obstante, aún no hemos reparado en una cifra más que también es muy importante: China refina nada menos que el 99% de las tierras raras pesadas del planeta. Estos elementos químicos son un subgrupo de las tierras raras caracterizado por su mayor densidad y menor radio iónico.

Además, las tierras raras pesadas son menos abundantes en la corteza terrestre que las ligeras. A este subgrupo pertenecen minerales tan esquivos y con nombres tan exóticos como el gadolinio, el terbio, el disprosio, el holmio, el erbio o el tulio, entre otros. Como podemos intuir, China no controla el 99% del procesado de esta clase de tierras raras por casualidad. Este liderazgo absoluto es el resultado de una estrategia en la que las instituciones de enseñanza están teniendo un papel indiscutiblemente protagonista.

Y es que, según el diario The New York Times, actualmente China tiene 39 programas universitarios de química especializados en las tierras raras. Presumiblemente en estos programas de formación los estudiantes adquieren los conocimientos necesarios para desarrollar su carrera profesional en la industria química especializada en el procesado de las tierras raras. No cabe duda de que esta es una de las grandes fortalezas del país liderado por Xi Jinping en este ámbito, especialmente si tenemos presente que las universidades de EEUU actualmente no ofrecen ni un solo programa especializado en tierras raras.

El artículo que ha publicado The New York Times no lo recoge, pero con toda probabilidad los países europeos que tienen una mayor dependencia de las tierras raras, como Alemania o Francia, así como Japón o Corea del Sur se encuentran en la misma situación que EEUU. A estos países les va a costar mucho tiempo adquirir la inercia favorable que objetivamente tiene China, por lo que es razonable prever que a corto y medio plazo la industria del procesado de las tierras raras va a seguir estando liderada de forma férrea por el país encabezado por Xi Jinping.

Esta declaración de Jens Eskelund, el presidente de la Cámara de Comercio de la Unión Europea en China, refleja con claridad a qué se enfrentan EEUU y Europa: "Están llegando algunas aprobaciones [fruto de la negociación con China], pero están lejos de ser suficientes para evitar paradas inminentes en la producción. Todavía nos enfrentamos a una gran interrupción en las cadenas de suministro".

Imagen | Volker Braun

Más información | The New York Times

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La noticia El dominio absoluto de China sobre las tierras raras es el resultado de una estrategia que no tiene nadie más. Ni siquiera EEUU fue publicada originalmente en Xataka por Juan Carlos López .

En el terreno de la fusión nuclear ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor), el reactor experimental que un consorcio internacional liderado por Europa está construyendo en la localidad francesa de Cadarache, acapara todas las miradas. Sin embargo, en el Viejo Continente tenemos otras máquinas de energía de fusión que también son muy importantes. El reactor experimental Wendelstein 7-X, que está instalado en uno de los edificios que tiene el Instituto Max Planck para la Física del Plasma en Greifswald (Alemania), es una de ellas.

Su propósito es contribuir al desarrollo de las tecnologías involucradas en la puesta a punto de los reactores de fusión nuclear mediante confinamiento magnético, pero su fórmula es diferente a la que proponen ITER o JET. De hecho, el reactor Wendelstein 7-X es un diseño de tipo stellarator. La diferencia más evidente que existe entre los reactores tokamak y los stellaratorreside en su geometría. Los primeros tienen forman de toroide (o dónut), y los segundos tienen una geometría más compleja que los asemeja a una rosquilla retorcida sobre sí misma.

No obstante, la diferencia fundamental que existe entre estos dos diseños consiste en que los reactores tokamak requieren que los campos magnéticos que confinan el plasma sean generados por bobinas e inducidos por el propio plasma, mientras que en los reactores stellarator todo se hace con bobinas. No hay corriente dentro del plasma. Esto significa, en definitiva, que estos últimos son más complejos y difíciles de construir. Afortunadamente, el experimento Wendelstein 7-X ya está entregando resultados extraordinariamente prometedores.

Récord mundial en plasma de larga duración

Las primeras pruebas llevadas a cabo en este reactor de fusión entre 2015 y 2018 salieron como estaba previsto, por lo que en noviembre de este último año llegó un momento importante en su itinerario: era necesario modificarlo para instalar un sistema de refrigeración por agua que fuese capaz de evacuar con más eficacia la energía térmica residual de las paredes de la cámara de vacío, así como un sistema que permitiese al plasma alcanzar una temperatura más alta. Los trabajos que requerían estas modificaciones concluyeron con éxito en agosto de 2022.

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Cuando los científicos introducen modificaciones tan importantes en un experimento tan complejo se ven obligados a revisarlo todo obsesivamente antes de poner en marcha de nuevo la máquina para cerciorarse de que todo irá correctamente. Afortunadamente todo salió bien y en febrero de 2023 el reactor Wendelstein 7-X alcanzó un hito importante: logró confinar y estabilizar el plasma durante 8 minutos ininterrumpidos en los que el reactor entregó una energía total de 1,3 gigajulios. Pero no era suficiente. Ahora tocaba someter esta máquina a una nueva fase de mantenimiento y renovación con el propósito de ir aún más allá.

Un año después el reactor volvió a estar preparado para llevar a cabo nuevos experimentos, y ahora cuenta con mejoras significativas. Los técnicos que han trabajado en él durante los últimos meses han optimizado los sistemas de control y de adquisición de datos, han mejorado el sistema de calentamiento del plasma y han implementado cerca de 50 tests de diagnóstico adicionales. De todas estas mejoras la más relevante es el sistema de calentamiento debido a que ahora es capaz de generar más de 1 megavatio de potencia en el plasma gracias a la aplicación de microondas. Esta tecnología se conoce como sistema de calentamiento por resonancia ciclotrónica electrónica (ECRH o Electron Cyclotron Resonance Heating en inglés).

Los primeros resultados no han tardado en llegar. Y es que el pasado 22 de mayo este reactor alemán registró un récord mundial al sostener la reacción de fusión mediante un plasma de alto rendimiento durante 43 segundos. Hasta la fecha ninguna otra máquina de fusión ha prolongado tanto en el tiempo el producto triple en descargas de plasma de larga duración. Entender qué es el producto triple no es difícil (también se conoce como criterio de Lawson). De hecho, no es más que una métrica que evalúa la densidad del partículas del plasma, su temperatura y el tiempo que dura el confinamiento magnético con el propósito de medir el rendimiento de la reacción de fusión.

Esta estrategia es fundamental porque permite a los ingenieros determinar si el reactor de fusión ha superado el umbral que le permite generar más energía de la que ha sido necesario emplear para calentar el plasma. Una vez que se ha alcanzado este punto el balance energético se vuelve positivo y la reacción de fusión se puede sostener a lo largo del tiempo sin necesidad de invertir energía en el sistema de calentamiento de forma continua. Este hito no habría sido posible sin la intervención del nuevo inyector de paquetes de hidrógeno congelado desarrollado por el Laboratorio Nacional Oak Ridge (EEUU). No obstante, hay algo más que merece la pena que no pasemos por alto: durante la campaña que acaba de terminar el reactor ha entregado 1,8 gigajulios de energía, por lo que ha superado claramente los 1,3 gigajulios que alcanzó en febrero de 2023.

Imagen | MPI for Plasma Physics, Jan Hosan

Más información | EUROfusion

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La noticia Récord mundial en fusión nuclear: el reactor alemán Wendelstein 7-X ha batido todos los registros fue publicada originalmente en Xataka por Juan Carlos López .

En el terreno de la fusión nuclear ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor), el reactor experimental que un consorcio internacional liderado por Europa está construyendo en la localidad francesa de Cadarache, acapara todas las miradas. Sin embargo, en el Viejo Continente tenemos otras máquinas de energía de fusión que también son muy importantes. El reactor experimental Wendelstein 7-X, que está instalado en uno de los edificios que tiene el Instituto Max Planck para la Física del Plasma en Greifswald (Alemania), es una de ellas.

Su propósito es contribuir al desarrollo de las tecnologías involucradas en la puesta a punto de los reactores de fusión nuclear mediante confinamiento magnético, pero su fórmula es diferente a la que proponen ITER o JET. De hecho, el reactor Wendelstein 7-X es un diseño de tipo stellarator. La diferencia más evidente que existe entre los reactores tokamak y los stellaratorreside en su geometría. Los primeros tienen forman de toroide (o dónut), y los segundos tienen una geometría más compleja que los asemeja a una rosquilla retorcida sobre sí misma.

No obstante, la diferencia fundamental que existe entre estos dos diseños consiste en que los reactores tokamak requieren que los campos magnéticos que confinan el plasma sean generados por bobinas e inducidos por el propio plasma, mientras que en los reactores stellarator todo se hace con bobinas. No hay corriente dentro del plasma. Esto significa, en definitiva, que estos últimos son más complejos y difíciles de construir. Afortunadamente, el experimento Wendelstein 7-X ya está entregando resultados extraordinariamente prometedores.

Récord mundial en plasma de larga duración

Las primeras pruebas llevadas a cabo en este reactor de fusión entre 2015 y 2018 salieron como estaba previsto, por lo que en noviembre de este último año llegó un momento importante en su itinerario: era necesario modificarlo para instalar un sistema de refrigeración por agua que fuese capaz de evacuar con más eficacia la energía térmica residual de las paredes de la cámara de vacío, así como un sistema que permitiese al plasma alcanzar una temperatura más alta. Los trabajos que requerían estas modificaciones concluyeron con éxito en agosto de 2022.

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Cuando los científicos introducen modificaciones tan importantes en un experimento tan complejo se ven obligados a revisarlo todo obsesivamente antes de poner en marcha de nuevo la máquina para cerciorarse de que todo irá correctamente. Afortunadamente todo salió bien y en febrero de 2023 el reactor Wendelstein 7-X alcanzó un hito importante: logró confinar y estabilizar el plasma durante 8 minutos ininterrumpidos en los que el reactor entregó una energía total de 1,3 gigajulios. Pero no era suficiente. Ahora tocaba someter esta máquina a una nueva fase de mantenimiento y renovación con el propósito de ir aún más allá.

Un año después el reactor volvió a estar preparado para llevar a cabo nuevos experimentos, y ahora cuenta con mejoras significativas. Los técnicos que han trabajado en él durante los últimos meses han optimizado los sistemas de control y de adquisición de datos, han mejorado el sistema de calentamiento del plasma y han implementado cerca de 50 tests de diagnóstico adicionales. De todas estas mejoras la más relevante es el sistema de calentamiento debido a que ahora es capaz de generar más de 1 megavatio de potencia en el plasma gracias a la aplicación de microondas. Esta tecnología se conoce como sistema de calentamiento por resonancia ciclotrónica electrónica (ECRH o Electron Cyclotron Resonance Heating en inglés).

Los primeros resultados no han tardado en llegar. Y es que el pasado 22 de mayo este reactor alemán registró un récord mundial al sostener la reacción de fusión mediante un plasma de alto rendimiento durante 43 segundos. Hasta la fecha ninguna otra máquina de fusión ha prolongado tanto en el tiempo el producto triple en descargas de plasma de larga duración. Entender qué es el producto triple no es difícil (también se conoce como criterio de Lawson). De hecho, no es más que una métrica que evalúa la densidad del partículas del plasma, su temperatura y el tiempo que dura el confinamiento magnético con el propósito de medir el rendimiento de la reacción de fusión.

Esta estrategia es fundamental porque permite a los ingenieros determinar si el reactor de fusión ha superado el umbral que le permite generar más energía de la que ha sido necesario emplear para calentar el plasma. Una vez que se ha alcanzado este punto el balance energético se vuelve positivo y la reacción de fusión se puede sostener a lo largo del tiempo sin necesidad de invertir energía en el sistema de calentamiento de forma continua. Este hito no habría sido posible sin la intervención del nuevo inyector de paquetes de hidrógeno congelado desarrollado por el Laboratorio Nacional Oak Ridge (EEUU). No obstante, hay algo más que merece la pena que no pasemos por alto: durante la campaña que acaba de terminar el reactor ha entregado 1,8 gigajulios de energía, por lo que ha superado claramente los 1,3 gigajulios que alcanzó en febrero de 2023.

Imagen | MPI for Plasma Physics, Jan Hosan

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Las aplicaciones de las tierras raras son potencialmente ilimitadas. A este peculiar grupo de elementos químicos pertenecen algunos metales tan esquivos y con nombres tan sugerentes como el neodimio, el prometio, el gadolinio, el itrio o el escandio, entre otros. Algunos de ellos son relativamente escasos, y, además, no suelen encontrarse de forma pura en la naturaleza, pero lo que los hace tan especiales son sus propiedades fisicoquímicas.

Sus características quedan fuera del alcance de los demás elementos de la tabla periódica, lo que ha provocado que durante las últimas décadas se consoliden como un recurso muy valioso en numerosas industrias, especialmente en las de la electrónica y las energías renovables. Intervienen, por ejemplo, en la fabricación de los motores de los coches híbridos y eléctricos, las baterías, los semiconductores, los catalizadores, la fibra óptica, los paneles LCD, e, incluso, en los aerogeneradores.

Europa quiere dejar de estar en las manos de China de una vez por todas

China domina la industria de las tierras raras con una contundencia indiscutible. Según el Servicio Geológico de EEUU durante muchos años ha producido más del 90% de este recurso tan valioso. En 2022 su cuota de mercado se redujo al 70%, pero no lo hizo a causa de un descenso de la producción; esta caída tuvo su origen en el incremento de la cuota de producción de tierras raras que experimentaron Australia, Vietnam y Myanmar, entre otros países.

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Además, el país liderado por Xi Jinping también domina la industria del procesado al que es necesario someter las tierras raras para que puedan ser utilizadas. Tanto es así que según Xincaifu su cuota si nos ceñimos expresamente a la industria global de procesado asciende al 90%. Y con una producción del 70% del mercado global y un control del 90% de la industria de procesado de tierras raras China tiene este mercado absolutamente controlado.

El Gobierno de este país asiático está utilizando su control de estos elementos químicos para defender sus intereses estratégicos en plena confrontación con EEUU, Europa y sus aliados. En este contexto el Viejo Continente necesita apostar por su independencia y la consolidación de su propia cadena de suministro. Y está en ello. De hecho, Alemania acaba de hacer una contribución muy importante en un escenario de uso fundamental de las tierras raras: la fabricación de láseres.

Estos dispositivos se utilizan para producir equipos médicos, en investigación científica, en la fabricación de electrónica de consumo, e, incluso, en la puesta a punto de ordenadores cuánticos, entre muchas otras industrias. Las tierras raras se emplean para dopar los cristales que, muy a grandes rasgos, se responsabilizan de amplificar la luz antes de emitirla con una longitud de onda fija. El problema es que si estos elementos químicos no están disponibles la producción de láseres de alta calidad no es viable. Bueno, en realidad no lo era hasta ahora.

Y es que el Instituto Fraunhofer de Optrónica, que está ubicado en Karlsruhe (Alemania), ha encontrado la forma de fabricar los cristales que intervienen en la producción de los láseres sin utilizar tierras raras. De hecho, podemos ver algunos de estos cristales en la fotografía de portada de este artículo. Durante su proceso de fabricación es imprescindible minimizar las impurezas y preservar las propiedades de polarización de los cristales, pero, al parecer, los investigadores del Instituto Fraunhofer han dado en la diana. Su plan ahora pasa por desarrollar procesos de producción que garanticen el abastecimiento de estos cristales que requiere Europa.

Imagen | Instituto Fraunhofer de Optrónica

Más información | Interesting Engineering

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La noticia Sin las tierras raras de China se acabarán los láseres en Europa. Alemania ha encontrado la forma de prescindir de ellas fue publicada originalmente en Xataka por Juan Carlos López .

TSMC está evaluando la posibilidad de construir una planta de fabricación de circuitos integrados de vanguardia en Emiratos Árabes Unidos. Esta compañía taiwanesa, el mayor fabricante de chips del planeta, se ha embarcado en un ambicioso plan de expansión de su infraestructura de fabricación más allá de las fronteras de Taiwán para protegerse de un posible conflicto armado entre China y su lugar de origen.

Actualmente está construyendo nuevas plantas de producción de semiconductores en EEUU, Alemania, Japón y Taiwán, y esta posible fábrica de Emiratos Árabes contribuiría a cimentar su red de plantas de vanguardia más allá de las fronteras de la isla de la que procede. No obstante, las conversaciones que presumiblemente están manteniendo los directivos de TSMC y el Gobierno emiratí empezaron hace muchos meses, en septiembre de 2024.

TSMC y Emiratos Árabes ganan. No está claro que EEUU también lo haga

A finales del pasado mes de septiembre The Wall Street Journal y Reuters, dos medios de comunicación que tienen una credibilidad contrastada, desvelaron que varios ejecutivos de TSMC y Samsung se habían desplazado a Emiratos Árabes para negociar la posibilidad de construir varias plantas de fabricación de circuitos integrados de vanguardia en este país de Oriente Medio. Según estas dos fuentes el Gobierno emiratí está dispuesto a hacerse cargo de la financiación de estas plantas.

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Y lo está debido a que al igual que Arabia Saudí, Emiratos Árabes necesita diversificar su economía en previsión de la muy probable pérdida de relevancia a medio plazo del petróleo. Y la tecnología en la coyuntura actual es una apuesta segura. Además, el potencial de crecimiento de la industria de los semiconductores es abrumador. Solo necesitamos fijarnos en el mercado del hardware para inteligencia artificial (IA) para observarlo.

Según la consultora AMR (Allied Market Research) en 2031 el mercado de los chips para aplicaciones de IA tendrá un volumen de facturación de más de 263.000 millones de dólares. Es una auténtica barbaridad, sobre todo si tenemos presente que en 2021 su negocio ascendió a poco más de 11.000 millones de dólares. Es evidente que en la coyuntura actual TSMC y Emiratos Árabes ganan. Sin embargo, este proyecto no llegará a buen puerto si esta compañía taiwanesa no obtiene el beneplácito de EEUU.

Buena parte de los equipos de fotolitografía y procesado de obleas que utiliza TSMC en sus fábricas emplea tecnologías de origen estadounidense. Y algunos de sus procesos de producción también recurren a patentes en poder de EEUU. Esta dependencia es la que da la potestad al Gobierno liderado por Donald Trump de apoyar o prohibir la construcción de una o varias plantas de fabricación de chips de vanguardia no solo en Emiratos Árabes, sino también en cualquier otro país.

Actualmente la relación que sostienen las Administraciones de EEUU y Emiratos Árabes es buena, pero esta última nación también tiene un vínculo estrecho con China e Irán. Si en el futuro la coyuntura geopolítica provoca que Emiratos Árabes si aleje de EEUU y se acerque más a estos dos últimos países, la presencia de una o varias fábricas de semiconductores de vanguardia que no estarían bajo el control de EEUU representaría un problema de seguridad para esta última nación. El Gobierno estadounidense ha permitido que NVIDIA venda sus GPU a sus clientes emiratíes, y también que OpenAI se instale en este país oriental, pero ahora mismo parece poco probable que respalde este proyecto de TSMC.

Imagen | TSMC

Más información | Bloomberg

En Xataka | Arabia Saudí está en la lista negra de EEUU junto a China. Tiene un plan para salir de ella y comprar GPU de NVIDIA

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La noticia TSMC se las prometía muy felices construyendo una fábrica de chips en Emiratos Árabes Unidos. No contaba con EEUU fue publicada originalmente en Xataka por Juan Carlos López .

La disputa por la supremacía mundial que mantienen EEUU y China lo permea todo. La economía global, la estrategia de defensa de las naciones más desarrolladas, la relación comercial entre potencias... Y la tecnología tiene un rol absolutamente protagonista en la delicadísima coyuntura geoestratégica actual. Los semiconductores y los modelos de inteligencia artificial (IA) son los recursos utilizados por los dos países con mayor capacidad de influencia del planeta para medir su fuerza, y es comprensible que sea así.

El abanico de aplicaciones en las que los chips de vanguardia y las IA avanzadas resultan cruciales para garantizar el desarrollo de un país es muy amplio. Su capacidad científica, su desarrollo industrial, su competitividad económica o su potencia militar dependen en gran medida de estos dos recursos. No obstante, las IA se sostienen sobre los semiconductores. Sin circuitos integrados de alta densidad, alto rendimiento y alta eficiencia es imposible implementar un modelo de IA realmente capaz.

Este es el motivo por el que el Gobierno de EEUU está haciendo todo lo que está en su mano para evitar que las GPU para IA de vanguardia que diseñan NVIDIA, AMD, Intel o Cerebras, entre otras compañías, lleguen a China. Pero por el momento el país liderado por Xi Jinping está resistiendo la presión. Jensen Huang, el director general de NVIDIA, ha declarado hace unos días que China no está rezagada frente a EEUU en IA. Y la solvencia de DeepSeek, Ernie, Qwen, PanGu, Hunyuan o SenseNova avala su análisis.

El mayor potencial de crecimiento lo tienen los agentes de IA

Ahora mismo es muy difícil determinar de una forma objetiva qué país lidera en IA. Es razonable concluir que EEUU está por delante de China si nos ceñimos a la capacidad conjunta y el rendimiento de sus modelos de IA, pero lo realmente relevante es determinar si esa capacidad conlleva un valor real. Esta es la línea de pensamiento que defienden expertos como Arthur Lai, jefe de investigación para Asia del conglomerado financiero Macquarie, o Jason Corso, profesor de IA en la Universidad de Michigan (EEUU).

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La apuesta de Japón para volver a liderar la industria de los chips se sostiene sobre estas tres empresas

Además, es importante que no pasemos por alto que las métricas que se utilizan actualmente para evaluar las capacidades y el rendimiento de los modelos de IA más avanzados cada vez son menos clarificadoras. Y es que a medida que los modelos mejoran y se desarrollan su competitividad global se iguala. Durante el evento Google I/O de la semana pasada los portavoces de esta compañía estadounidense aseguraron que Gemini es la IA más rápida del mundo debido a que alcanza una velocidad de generación de tokens diez veces más alta que DeepSeek.

Un apunte antes de seguir adelante: la velocidad de generación de tokens mide la rapidez con la que un modelo de IA genera las respuestas, pero solo es un indicador de los muchos que es necesario utilizar para evaluar la capacidad de una IA. Alibaba, por otro lado, asegura que su última familia de modelos Qwen supera a sus rivales si nos ceñimos a la habilidad con la que aborda el razonamiento matemático o la programación de aplicaciones. En este contexto la conclusión más razonable a la que podemos llegar es que cada compañía incide en aquellos indicadores que la favorecen.

Sin embargo, para los usuarios lo realmente importante es el valor real que nos entrega una IA. Y según Lai, Corso y otros expertos el mayor potencial de crecimiento lo tienen los agentes de IA y no tanto los grandes modelos de lenguaje en sí mismos. Un agente es un programa de IA que ha sido diseñado para tomar decisiones por sí mismo y comportarse de una forma autónoma con el propósito de alcanzar un objetivo.

La diferencia más importante entre un modelo de IA y un agente de IA es que este último no necesita que le digamos en cada momento qué debe hacer; planifica, analiza y ejecuta tareas por sí mismo. Este es el campo de batalla en el que con toda probabilidad van a competir las empresas que se dedican a la IA, si es que no lo están haciendo ya.

Imagen | Beyzaa Yurtkuran

Más información | Nikkei Asia

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TSMC no es el mayor fabricante de semiconductores del planeta por casualidad. Morris Chang fundó esta veterana compañía taiwanesa en 1987, pero su liderazgo tardó varios años en consolidarse. En aquel momento el fabricante de circuitos integrados más importante era Intel, pero el dominio de TSMC en esta industria durante las últimas dos décadas es irrebatible. Hoy acapara aproximadamente el 60% del mercado de la fabricación de circuitos integrados, y nada indica que a corto plazo Intel o Samsung, sus dos principales competidores, vayan a conseguir disputarle su liderato.

El éxito de esta compañía se ha cimentado principalmente sobre su capacidad de fabricar chips a gran escala utilizando las tecnologías de integración más avanzadas disponibles y con un rendimiento por oblea muy alto. Aquí reside su altísima competitividad. Y, además, ha logrado preservar esta posición durante muchos años, lo que le ha ayudado a transmitir una confianza a sus clientes sólida como una roca. Su rendimiento económico no es otra cosa que una consecuencia de su trayectoria: en 2024 ingresó un 34% más que en 2023.

TSMC asegura ser capaz de llevar al límite los equipos de litografía UVE de ASML

Este fabricante de circuitos integrados ha confirmado que las pruebas de su nodo de 2 nm están siendo exitosas, por lo que podrá iniciar la fabricación a gran escala de semiconductores utilizando esta fotolitografía durante el segundo semestre de 2025. No obstante, sus planes a medio plazo no acaban aquí. Y es que a finales del pasado mes de abril anticipó durante su Conferencia Tecnológica de América del Norte que ya está probando también su siguiente tecnología de integración de vanguardia. La llamará A14 (1,4 nm), entrará en producción a gran escala en 2028 y ya conocemos algunas de sus características más interesantes.

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Trece años después de su descubrimiento el bosón de Higgs sigue siendo un misterio. La IA ya le está poniendo fin

Una de sus bazas más importantes consistirá en que utilizará transistores nanosheet GAA (Gate-All-Around) de segunda generación. Los de primera generación llegarán junto a la litografía N2 (2 nm) este año. Además, esta tecnología de integración aterrizará con la promesa de hacer posible la fabricación de circuitos integrados con un mayor rendimiento, una eficiencia energética más alta y un diseño más flexible. Lo de siempre. No obstante, TSMC, afortunadamente, se ha mojado y en su evento hizo públicas algunas cifras que nos permiten valorar en qué medida será importante la llegada del nodo A14.

Y es que, según esta compañía, los circuitos integrados producidos con la litografía A14 serán un 15% más rápidos que los chips fabricados en el nodo N2 con el mismo consumo; permitirán reducir el gasto energético un 30% a la misma velocidad, y, además, pondrán sobre la mesa la posibilidad de incrementar la densidad de la lógica un 20%. Según Kevin Zhang, vicepresidente sénior y subdirector de operaciones de TSMC, el nodo A14 será atractivo tanto para fabricar chips para dispositivos de consumo como para aplicaciones estrictamente profesionales, como, por ejemplo, GPU para inteligencia artificial (IA).

No cabe duda de que las promesas de TSMC acerca de su litografía A14 suenan bien, pero hay algo más que no debemos pasar por alto. Zhang asegura que no van a utilizar los equipos de fotolitografía de ultravioleta extremo (UVE) y alta apertura (High-NA) que fabrica la compañía neerlandesa ASML en este nodo. Esta es toda una exhibición de capacidad técnica. Estas máquinas, las más avanzadas que existen actualmente, son adecuadas para producir circuitos integrados de 2 nm y más allá.

De hecho, la litografía 14A (1,4 nm) será la primera en la que Intel utilizará los equipos UVE de alta apertura de ASML. Sin embargo, como acabamos de ver, TSMC asegura que puede producir chips capaces de lidiar con los semiconductores equiparables de Intel y Samsung empleando los equipos UVE convencionales. 2025 será el año en el que arrancarán las litografías de 2 nm, y, por tanto, será la antesala de una batalla presumiblemente aún más cruenta: la de los 1,4 nm.

Imagen | ASML

Más información | Tom's Hardware

En Xataka | El nuevo equipo de litografía de ASML divide a los fabricantes de chips. TSMC se plantea no usarlo hasta 2030

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Los expertos en computación cuántica saben desde hace varios años que los ordenadores cuánticos acabarán con la criptografía clásica. Uno de ellos, Juan José García Ripoll, un investigador del Instituto de Física Fundamental del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) que desarrolla su actividad investigadora dentro del grupo de Información cuántica y fundamentos de teoría cuántica, nos lo advirtió durante la conversación que mantuvimos con él en octubre de 2019. Ese momento llegó en mayo de 2024.

Un equipo de investigadores de la Universidad de Shanghái (China) liderado por el profesor Wang Chao utilizó un ordenador cuántico D-Wave para vulnerar con éxito el cifrado SPN (Substitution-Permutation Network), que es un algoritmo criptográfico que se utiliza para cifrar información. Este cifrado es la piedra angular de, por ejemplo, el estándar AES (Advanced Encryption Standard), que se utiliza muchísimo. Estos científicos publicaron el resultado de su investigación en un interesante artículo titulado "Algoritmo de ataque criptográfico de clave pública basado en procesado cuántico con la ventaja de D-Wave".

Curiosamente, el profesor Wang Chao y su equipo utilizaron dos estrategias para llevar a cabo su ataque a los algoritmos criptográficos. La primera de ellas consiste a grandes rasgos en entregar al ordenador cuántico la combinación de un problema de optimización y otro de búsqueda. Las máquinas cuánticas son muy eficaces a la hora de resolver estos desafíos. Y la segunda estrategia consiste en combinar el algoritmo de Schnorr, el redondeo de Babai y un método cuántico de optimización. En cualquier caso, lo más interesante es que estos científicos chinos concluyeron que AES-256 y otros algoritmos de cifrado de grado militar están más cerca que nunca de ser vulnerados.

Google asegura que las máquinas cuánticas romperán el cifrado de las criptomonedas

Durante mi conversación con Juan José García Ripoll no dejé escapar la oportunidad de preguntarle qué sucedería cuando los ordenadores cuánticos fuesen capaces de vulnerar las tecnologías de cifrado más avanzadas que utilizamos actualmente. "En principio los ordenadores cuánticos harán vulnerables los algoritmos de cifrado que utilizamos. Por esta razón existe un área de investigación en matemática y criptografía: la criptografía resistente a ordenadores cuánticos. Es un campo de trabajo muy difícil. La alternativa al hecho de que muchos códigos se puedan romper con ordenadores cuánticos es utilizar los sistemas cuánticos para la criptografía", sostiene Ripoll.

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Europa está un paso más cerca de su reactor de fusión nuclear: ITER acaba de superar un hito crítico, la planta criogénica

El transcurso del tiempo le ha dado la razón. Y es que hace menos de una semana varios investigadores de Google publicaron una entrada en el blog dedicado a la seguridad de esta compañía estadounidense en la que sostienen una premisa crucial: un entero RSA (Rivest–Shamir–Adleman) de 2.048 bits puede factorizarse en menos de una semana con un ordenador cuántico de menos de un millón de cúbits. Uno de los procesadores cuánticos más avanzados que existen actualmente, el chip Condor de IBM, aglutina 1.121 cúbits superconductores, por lo que es evidente que todavía no tenemos máquinas cuánticas con la potencia necesaria para vulnerar el cifrado RSA.

Sin embargo, podrían estar listas antes de lo que sospechamos. La máquina cuántica que describen los investigadores de Google utiliza cúbits ruidosos, y el itinerario oficial de IBM sostiene que 'Starling', su primer hardware cuántico dotado de la capacidad de corregir sus propios errores, llegará en 2029. Bitcoin, Ethereum, Solana y las demás criptomonedas modernas utilizan una técnica de criptografía conocida como curva elíptica que es más robusta, eficiente y difícil de romper que RSA, pero sus fundamentos matemáticos son similares a los de este último algoritmo de cifrado.

De hecho, según los científicos de Google que firman el artículo que he mencionado más arriba, si a los futuros ordenadores cuánticos les va a costar menos de lo previsto inicialmente romper el cifrado RSA, la criptografía de curva elíptica también caerá con relativa facilidad. Todavía no está claro qué capacidades tendrán que tener las máquinas cuánticas que serán capaces de vulnerar en un plazo de tiempo asumible esta técnica de cifrado, pero, según un grupo de investigación de la Universidad de Kent (Reino Unido), Bitcoin podrá actualizar el cifrado de toda la red sin necesidad de "apagarla" en aproximadamente diez meses.

Imagen | IBM

Más información | Google

En Xataka | China fabrica ordenadores cuánticos como si le fuese la vida en ello. Su mejor planta es capaz de producir ocho a la vez

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Para Japón, al igual que para Corea del Sur, Taiwán, China o EEUU, la industria de los semiconductores tiene un carácter estratégico no solo por el profundo impacto beneficioso que tiene en su economía, sino también por el impulso que da a su capacidad tecnológica. Este es el contexto en el que el Gobierno japonés anunció a mediados del pasado mes de noviembre un plan público que inyectará en las empresas que se dedican al diseño y la fabricación de chips nada menos que 325.000 millones de dólares en un plazo de diez años. Además, prepara 65.000 millones adicionales que persiguen respaldar la actividad de las empresas locales.

No cabe duda de que es una apuesta muy fuerte y más ambiciosa incluso que las diseñadas por EEUU, China o Europa. Solo Corea del Sur prepara una inversión económica de una envergadura similar. Las primeras reacciones de las empresas niponas no se han hecho esperar. "Estamos trabajando con nuestros clientes para desarrollar tecnologías que se adentran cuatro generaciones en el futuro". Estas palabras de Nobuto Doi, vicepresidente de Tokyo Electron, son toda una declaración de intenciones.

No obstante, antes de seguir adelante en este artículo es importante que repasemos brevemente de dónde viene Japón. A finales de la década de los 80 este país asiático dominaba la industria global de los circuitos integrados con una contundencia indiscutible. NEC, Toshiba, Hitachi, Fujitsu, Mitsubishi, Matsushita y otras compañías niponas acaparaban en 1988 nada menos que el 50% de la industria de los chips. Sin embargo, hoy ninguna de estas empresas está posicionada entre los líderes de un sector dominado con puño de hierro por las compañías taiwanesas, estadounidenses, chinas, surcoreanas y alemanas.

Tokyo Electron: la ASML japonesa

Esta compañía es uno de los pilares de la industria nipona de los circuitos integrados. Se dedica al diseño y la fabricación de equipos de litografía y procesado de obleas, por lo que con frecuencia sus máquinas conviven en las plantas de TSMC, Intel, Samsung, Micron Technology o SK Hynix, entre otras compañías, con los equipos de la empresa neerlandesa ASML o la estadounidense Applied Materials. Su importancia para Japón es tal que actualmente es una de las compañías japonesas que se están viendo respaldadas por las subvenciones aprobadas por el Gobierno nipón.

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De hecho, está construyendo varios edificios en la prefectura de Miyagi que presumiblemente estarán terminados en 2025. El proyecto más ambicioso que abordará en estas instalaciones consistirá en el diseño y la fabricación de unos equipos de grabado de obleas mediante plasma muy avanzados. Son, precisamente, las máquinas de las que habla Nobuto Doi en la declaración que he incluido en el segundo párrafo de este artículo. Estos equipos están involucrados en la definición del patrón que posteriormente va a ser transferido a la oblea. La empresa japonesa Hitachi también tiene máquinas de grabado de obleas por plasma, pero la voz cantante en este mercado en particular la tiene Tokyo Electron.

Al parecer los ingenieros de esta última compañía están trabajando codo con codo con sus clientes para desarrollar soluciones que, según Doi, se posicionarán cuatro generaciones por delante. No obstante, su plan va más allá de las instalaciones de la prefectura de Miyagi. Y es que Tokyo Electron también está construyendo una nueva planta en Oshu, en la prefectura de Iwate, que estará destinada a la fabricación de equipos avanzados de deposición de obleas y a la logística. De algo podemos estar seguros: Tokyo Electron es la ASML japonesa. Sin ella el ambicioso plan pergeñado por el Gobierno nipón para su industria de los semiconductores no sería viable.

Rapidus Corporation: la punta de lanza de Japón

La compañía que está destinada a competir de tú a tú con TSMC, Intel o Samsung en el mercado de la producción de chips es Rapidus Corporation. De hecho, ha sido creada expresamente para volver a colocar a Japón a la vanguardia de los circuitos integrados. Esta es una compañía muy joven. Fue fundada el 10 de agosto de 2022 por el Gobierno japonés con un capital inicial de 7.346 millones de yenes (algo menos de 46 millones de euros) aportado por, y aquí viene lo interesante, Sony, Toyota, NEC, SoftBank, Kioxia, Denso, Nippon Telegraph y MUFG Bank.

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El capital inicial invertido en la constitución de esta compañía no es muy abultado, pero no cabe duda de que las empresas que participan en ella tienen una relevancia indiscutible en los sectores de la tecnología, la automoción y las telecomunicaciones. Actualmente Rapidus está poniendo a punto una planta de fabricación de circuitos integrados en el norte de Japón, en la ciudad de Chitose (Hokkaido), en la que planea producir semiconductores de 2 nm. Los primeros prototipos de estos chips ya están listos, pero la fabricación a gran escala no llegará en el mejor de los casos hasta 2027.

Lo que está provocando que la nueva fábrica de Rapidus acapare las miradas del sector de los semiconductores es que, según Atsuyoshi Koike, que es el presidente de la compañía, estará completamente automatizada. Su propósito es recurrir a los robots y la inteligencia artificial (IA) para poner a punto una línea de producción automatizada que estará especializada en la fabricación de chips de 2 nm para aplicaciones de IA. Su plan consiste, en definitiva, en producir circuitos integrados más rápido, con un coste más bajo y con más calidad.

Para fabricar estos semiconductores se utilizan los equipos de litografía de ultravioleta extremo (UVE) que produce la compañía neerlandesa ASML, y prácticamente todos los procesos de fabricación son automáticos. Sin embargo, las fases de prueba y validación, interconexión y empaquetado de los chips todavía se llevan a cabo en gran medida de forma manual en la mayor parte de las plantas de fabricación. Según Rapidus su tecnología de automatización de todos estos procesos le permitirá reducir el tiempo de entrega de sus chips un 66% frente a los tiempos que ofrecen habitualmente TSMC y Samsung.

JSR Corporation: el monopolio de la fotorresistencia está en sus manos

Hay una empresa nipona que es indiscutiblemente líder en su especialidad. Es poco conocida fuera del ámbito de los semiconductores, y, sin embargo, es uno de los baluartes de Japón. Se llama JSR Corporation y está especializada en la producción de materiales fotorresistentes. Los equipos de fotolitografía que diseña y produce ASML se responsabilizan, muy a grandes rasgos, de transferir el patrón geométrico descrito por la máscara con muchísima precisión a la superficie de la oblea de silicio.

En este ámbito podemos observar el patrón como el "dibujo" que delimita la distribución de los transistores, las conexiones y los demás elementos que conforman un circuito integrado. No obstante, antes de llegar a este paso tan importante es necesario someter las obleas a un proceso conocido como deposición. En él suelen intervenir los equipos fabricados por Tokyo Electron o Applied Materials. Su propósito es preparar las obleas de silicio para la transferencia del patrón geométrico depositando sobre ellas una capa finísima de material. Dependiendo del tipo de chip que se esté fabricando será necesario emplear un material u otro.

Una de las técnicas de deposición más utilizadas se conoce como oxidación, y consiste en sacar partido a la capacidad del silicio de formar una capa finísima de óxido al reaccionar con el agua. Su propósito es proteger los transistores y los demás componentes de los chips de la contaminación externa. No obstante, antes de llevar a cabo la transferencia del patrón geométrico a la oblea utilizando un equipo de litografía es necesario verter sobre ella un líquido capaz de absorber la luz y preservar el patrón. Esta es la función del fluido fotorresistente.

Durante las últimas dos décadas todas las empresas especializadas en la producción de materiales fotorresistentes han sido niponas. De hecho, Japón tiene desde entonces el monopolio de este mercado, que actualmente está liderado por JSR Corporation. Esta compañía suministra sus líquidos fotorresistentes a la mayor parte de los fabricantes de semiconductores que he mencionado en este artículo, contribuyendo a sostener el liderazgo de Japón en un ámbito muy importante que habitualmente pasa desapercibido: el de la fabricación de materiales avanzados para producir circuitos integrados.

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JSR Corporation es una compañía extraordinariamente valiosa para Japón, aunque no en un sentido estrictamente económico. Y es que esta empresa constituye junto a Tokyo Electron, Rapidus, Canon y Nikon la punta de lanza de la industria japonesa de los chips. Japón las necesita. Necesita forzosamente que estas compañías sean competitivas si quiere recuperar la relevancia que tuvo hace décadas en la ya entonces floreciente industria de los semiconductores.

A finales de la década de los 80 Japón dominaba la industria de los circuitos integrados con una contundencia aplastante. NEC, Toshiba, Hitachi, Fujitsu, Mitsubishi, Matsushita y otras compañías niponas acaparaban en 1988 nada menos que el 50% de la industria de los chips. Sin embargo, hoy ninguna de estas empresas está posicionada entre los líderes de un sector dominado con puño de hierro por las compañías taiwanesas, estadounidenses, neerlandesas, surcoreanas y alemanas.

A pesar de su liderazgo mundial JSR Corporation está pasando apuros

Esta compañía tiene algo de lo que carecen las otras empresas que he mencionado en el primer párrafo de este artículo: ostenta el monopolio de un sector crucial de la industria de los chips. Esto es en realidad lo que la hace tan valiosa para Japón más allá de sus resultados económicos. Y es que JSR está especializada en la producción de materiales fotorresistentes. Los equipos de fotolitografía que diseña y produce ASML se responsabilizan, muy a grandes rasgos, de transferir el patrón geométrico descrito por la máscara con muchísima precisión a la superficie de la oblea de silicio.

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En este ámbito podemos observar el patrón como el "dibujo" que delimita la distribución de los transistores, las conexiones y los demás elementos que conforman un circuito integrado. No obstante, antes de llegar a este paso tan importante es necesario someter las obleas a un proceso conocido como deposición. En él suelen intervenir los equipos fabricados por Tokyo Electron o Applied Materials. Su propósito es preparar las obleas de silicio para la transferencia del patrón geométrico depositando sobre ellas una capa finísima de material.

Dependiendo del tipo de chip que se esté fabricando será necesario emplear un material u otro. Una de las técnicas de deposición más utilizadas se conoce como oxidación, y consiste en sacar partido a la capacidad del silicio de formar una capa finísima de óxido al reaccionar con el agua. Su propósito es proteger los transistores y los demás componentes de los chips de la contaminación externa. No obstante, antes de llevar a cabo la transferencia del patrón geométrico a la oblea utilizando un equipo de litografía es necesario verter sobre ella un líquido capaz de absorber la luz y preservar el patrón. Esta es la función del fluido fotorresistente.

Durante las últimas dos décadas todas las empresas especializadas en la producción de materiales fotorresistentes han sido niponas. De hecho, Japón tiene desde entonces el monopolio de este mercado, que actualmente está liderado por JSR Corporation. Esta compañía suministra sus líquidos fotorresistentes a la mayor parte de los fabricantes de semiconductores con los que estamos familiarizados, como TSMC, Intel, Samsung, SK Hynix, Micron Technology o Texas Instruments, entre muchos otros.

Lo sorprendente es que a pesar del dominio que ejerce sobre el mercado de las sustancias fotorresistentes, JSR no va bien. En 2024 la empresa de inversiones Japan Investment Corp. la compró por 6.000 millones de dólares con el propósito de consolidar su crecimiento, pero ha cerrado el último año fiscal en marzo de 2025 con unas pérdidas de 1.450 millones de dólares. Este mal resultado ha tenido consecuencias. La cúpula directiva de la compañía ha sido reemplazada por completo como máxima responsable de un resultado económico que no está en absoluto acorde con la posición que ostenta esta compañía en el mercado.

No obstante, los analistas aseguran que el problema no reside en el negocio de las fotorresistencias; los malos resultados económicos de JSR han sido desencadenados por su filial especializada en el desarrollo y la fabricación de productos biofarmacéuticos y de diagnóstico médico. La nueva cúpula directiva planea vender una parte de esta división a la empresa japonesa Tokuyama Corp. por aproximadamente 570 millones de dólares con el propósito de sanear sus cuentas. Veremos qué sucede, pero lo que no admite discusión es que JSR tiene un papel protagonista en las ambiciones de Japón vinculadas a la industria de los semiconductores.

Más información | Reuters

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