Autor: Juan Carlos López

La competitividad a corto plazo de Intel está estrechamente vinculada al éxito de una sola tecnología de fabricación de semiconductores: la fotolitografía 18A. Ben Sell, vicepresidente de desarrollo de tecnología de Intel, confirmó a finales del pasado mes de septiembre que el nodo 18A ya tiene la madurez necesaria para entrar en producción a gran escala en 2025. Y también aseguró que se beneficiará de los recursos que han sido reasignados desde el nodo 20A.

Ahora mismo esta es la baza que tiene Intel para competir con TSMC y Samsung en el mercado de la producción de circuitos integrados en un año en el que las fotolitografías de 2 nm van a despegar sí o sí. La litografía 18A se erige ante todo sobre dos innovaciones esenciales: los transistores RibbonFET Gate-All-Around (GAA) y la tecnología de entrega de energía PowerVia. Esto ya lo sabíamos, pero ahora gracias al roadmap actualizado que acaba de publicar Intel, sabemos mucho más.

Las litografías 18A-PT y 14A sellarán el futuro de Intel hasta 2028

La litografía 14A será la primera en la que Intel utilizará los equipos UVE de alta apertura de ASML. En el roadmap que publicamos un poco más abajo en este artículo podemos ver que esta tecnología de integración llegará en 2027, y poco después, aunque ese mismo año, estará listo también el nodo 14A-E, que no será otra cosa que una revisión de la tecnología de integración 14A original. Un apunte importante: cuando Intel nos habla de sus nodos 18A o 14A lo que nos está diciendo es que estas tecnologías de integración son equiparables, siempre según la propia Intel, a las litografías de 1,8 nm y 1,4 nm de TSMC o Samsung, que son sus principales competidores.

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Las novedades más relevantes que podemos ver en el nuevo itinerario de esta compañía son la fotolitografía 18A-P, que es una revisión de alto rendimiento del nodo 18A, y la tecnología de integración 18A-PT. La primera de ellas llegará en 2026. De hecho, ya está siendo probada con el propósito de iniciar la producción a gran escala el año que viene. La fotolitografía 18A-PT estará lista mucho más tarde, en 2028, pero tiene una característica muy importante: será compatible con la tecnología avanzada de empaquetado Foveros Direct 3D gracias a un sistema de interconexiones híbrido que permite apilar chips en la dimensión vertical.

Esta técnica de empaquetado será muy importante para Intel debido a que permitirá a la compañía liderada actualmente por Lip Bu-Tan competir con las tecnologías de empaquetado avanzado COWOS de TSMC y I-Cube, H-Cube y X-Cube de Samsung. La principal diferencia entre estas implementaciones reside en la forma en que se distribuyen o apilan los circuitos integrados sobre el sustrato, una decisión que condiciona profundamente el rendimiento de las interconexiones.

Sea como sea el itinerario actual de Intel no concluye con el nodo 14A. Keyvan Esfarjani, que es uno de los máximos responsables de la filial de esta compañía que está especializada en la fabricación de circuitos integrados, confirmó en febrero de 2024 que la producción de chips en el nodo 10A (que presumiblemente será equivalente a las litografías de 1 nm de sus competidores) comenzará a finales de 2027. Tiene sentido si tenemos presente que en esa fecha Intel planea iniciar la fabricación a gran escala en el nodo 14A, aunque, eso sí, la producción masiva de semiconductores de 1 nm llegará más tarde (posiblemente bien entrado 2028).

Imagen | ASML

Más información | Tom's Hardware

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La noticia Intel tiene un nuevo 'roadmap'. Y desvela por qué su futuro está en las manos de las litografías 18A y 14A fue publicada originalmente en Xataka por Juan Carlos López .

China es el mayor mercado en el que está presente Intel. Durante el ejercicio fiscal de 2024 el 29% de su facturación procedió de este país asiático, frente al 24% de EEUU. Y es que de los 53.100 millones de dólares que ingresó esta compañía el año pasado nada menos que 15.400 millones llegaron desde China. Estas cifras reflejan con muchísima claridad lo importante que es el país liderado por Xi Jinping para Intel. Y también lo sensible que es al contexto geopolítico.

De hecho, las sanciones a China que el Gobierno de EEUU ha desplegado durante los últimos dos años han impedido a esta veterana compañía vender sus chips más avanzados a sus clientes chinos. A NVIDIA, AMD, Broadcom o Qualcomm les ha sucedido lo mismo, pero Intel está en un momento muy delicado. De la crisis económica a la que se enfrenta os hemos hablado en profundidad en otros artículos. Y, además, puede verse agravada por la guerra comercial que sostienen EEUU y China actualmente.

Los chips maduros están ayudando a Intel a sobrevivir en China

La compañía fundada por Gordon Moore y Robert Noyce en 1968 no diseña y fabrica solo microprocesadores para PC, GPU para juegos e inteligencia artificial (IA) y procesadores cuánticos. Una parte importante del negocio de Intel se sostiene sobre la comercialización de circuitos integrados relativamente antiguos que proceden de sus nodos de litografía maduros. No son en absoluto semiconductores de vanguardia, pero siguen siendo necesarios.

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En la coyuntura actual de tensión entre EEUU y China para este último país estos circuitos integrados maduros son cruciales. Los diseñadores y fabricantes de chips chinos son capaces de abastecer su propio mercado con los chips maduros que necesitan los fabricantes de electrodomésticos, equipos de telecomunicaciones o coches, entre otras industrias. Sin embargo, muchos usuarios, centros de investigación y universidades de China siguen utilizando software para procesadores x86 y x86-64, por lo que de momento no pueden prescindir de las CPU diseñadas para ejecutarlo.

Intel se está beneficiando actualmente de esta necesidad. Y es que, según Reuters, China está impulsando de una forma muy importante la demanda de sus microprocesadores más antiguos para ordenadores personales y servidores. Es evidente que en las circunstancias actuales esta demanda representa un soplo de aire fresco muy valioso para Intel, aunque un previsible intercambio futuro de aranceles entre EEUU y China en el ámbito de los circuitos integrados podría degradar mucho este segmento de negocio. Veremos qué sucede, pero de una cosa no cabe ninguna duda: China continúa siendo muy importante para Intel.

Imagen | Intel

Más información | Reuters

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La noticia En su hora más oscura Intel está recibiendo un respaldo económico crucial de su mejor cliente: China fue publicada originalmente en Xataka por Juan Carlos López .

El pasado 12 de abril el Gobierno de EEUU anunció que los semiconductores, algunos dispositivos electrónicos y los componentes estratégicos quedan exentos de los aranceles. Esta decisión ha apaciguado a las grandes compañías de tecnología estadounidenses, pero solo temporalmente. Y es que la Administración liderada por Donald Trump también ha anticipado algo que no debemos pasar por alto: en un plazo no superior a los dos meses anunciará a qué aranceles estarán sometidos los chips importados.

Como os hemos explicado esta mañana, en esta coyuntura Apple ha decidido trasladar toda la producción de los iPhone que vende en EEUU a India. Esta estrategia le permitirá amortiguar el impacto que tendrán los aranceles a corto plazo en los circuitos integrados y los dispositivos electrónicos que proceden de China. Eso sí, un plan como este no puede ejecutarse de un día para otro. De hecho, Apple aspira a conseguir que los 60 millones de iPhone que vende cada año en EEUU procedan de India antes de que expire 2026.

India no es un destino casual

La elección de India, como podemos intuir, no es en absoluto casual. Actualmente es la mejor opción por la que puede decantarse Apple en un contexto en el que se está viendo abocada a salir de China. Para entender cuál es el papel de India en el negocio de Apple tenemos forzosamente que indagar en la cadena de suministro de componentes y servicios de la compañía de la manzana, así como en el rol que tienen dos de sus socios más importantes: las compañías taiwanesas TSMC y Foxconn.

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La primera de estas empresas, TSMC, fabrica los chips que diseña Apple. Los nodos litográficos que emplea actualmente para producir circuitos integrados para la compañía de Cupertino son los de 5 y 3 nm, y durante la segunda mitad de 2025 iniciará también la fabricación en la nueva línea de 2 nm. TSMC produce estos semiconductores para Apple en Taiwán y EEUU. Su red de distribución en Asia es muy robusta, por lo que para esta compañía transferir una parte de los chips que proceden de Taiwán a India en vez de a China no representa un problema.

Además, y esto es lo más importante, ya lo está haciendo. Foxconn se encarga del ensamblaje de la mayor parte de los smartphones de Apple, y tiene plantas en India en las que ya está llevando a cabo este trabajo. Pegatron también se responsabiliza del montaje de una parte de los iPhone procedentes de este país asiático. Estas dos compañías tienen una cadena de suministro de componentes electrónicos muy robusta en Asia, por lo que con el respaldo de Apple pueden desarrollar su infraestructura de producción en India para responder a las necesidades de este cliente. La proximidad geográfica de China e India ayuda.

Apple tendría un problema difícil de solventar si se viese obligada a trasladar toda la producción de Asia a otro continente, pero derivarla de un país asiático a otro en el que ya tiene una infraestructura consolidada es perfectamente asumible. Y en las circunstancias actuales es evidente que es la mejor opción. Aun así, esta estrategia tiene una fisura con la que tendrá que lidiar si este plan sigue adelante: la infraestructura de fabricación que ha desplegado en China codo con codo con Foxconn va a quedar infrautilizada, por lo que esa inversión tendrá un recorrido mucho más corto que el previsto inicialmente.

Imagen | Apple

Más información | Financial Times

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La noticia Los aranceles obligan a Apple a fabricar los iPhone de EEUU en India. No es un problema: es una táctica con muchas ventajas y pocas fisuras fue publicada originalmente en Xataka por Juan Carlos López .

El adjetivo "titánico" encaja como un guante si nuestra intención es describir el reactor de fusión nuclear experimental ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor), la máquina que un consorcio internacional liderado por Europa está construyendo en la localidad francesa de Cadarache. Este ingenio es titánico por sus dimensiones. También por la envergadura de los desafíos que plantea. Incluso por su ambición.

En el interior de su descomunal cámara de vacío de acero inoxidable de 29 x 29 metros, con un peso de 3.850 toneladas y un volumen de 16.000 m³ un campo magnético extremadamente potente confina un gas que se encuentra a una temperatura de al menos 150 millones de grados Celsius. Es preciso que este plasma alcance esta temperatura debido a que en estas condiciones los núcleos de deuterio y tritio que contiene adquieren la energía cinética que necesitan para vencer su repulsión eléctrica natural.

Casi sin darnos cuenta hemos reparado en uno de los grandes desafíos que conlleva la fusión nuclear: es necesario que el plasma alcance esa temperatura tan extrema debido a que en la Tierra no contamos con el intenso campo gravitacional que ayuda a las estrellas a mantener encendido "el horno nuclear". Y menos presión implica más temperatura si nuestro propósito es recrear las condiciones necesarias para que las reacciones de fusión entre los núcleos de deuterio y tritio tenga lugar.

Para monitorizar la temperatura ha hecho falta desarrollar mucha tecnología

Los componentes más expuestos no solo a la temperatura extrema del plasma, sino también a la acción de los neutrones de alta energía que no es posible confinar en el interior del campo magnético son los escudos de tungsteno que recubren el manto interior de la cámara de vacío y el divertor. Estos componentes deben soportar el bombardeo de los neutrones de alta energía del plasma, transformando su energía cinética en calor. De liberar esta energía térmica y refrigerar el divertor se encarga el agua que circula por su interior.

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Se ha elegido el tungsteno para poner a punto los escudos expuestos al plasma porque este es el metal que tiene el punto de fusión más alto: nada menos que 3.422 grados Celsius. Además, el divertor se encarga de purificar el plasma, permitiendo la extracción de las cenizas y las impurezas resultantes de la reacción de fusión nuclear y la interacción del plasma con la capa más expuesta del manto. En cualquier caso durante la operación del reactor es necesario monitorizar la temperatura que alcanzan los componentes más expuestos a la acción del plasma.

Si los escudos de tungsteno, el divertor o cualquier otro componente de la cámara de vacío supera su umbral máximo de temperatura podría resultar dañado irremediablemente. Y cambiar una de estas piezas en una máquina de 23.000 toneladas no es en absoluto pan comido. Afortunadamente, los ingenieros que participan en ITER han resuelto este desafío. En la fotografía de portada de este artículo podemos ver la máquina utilizada para llevar a cabo las pruebas de ciclos térmicos a las que ha sido sometido el prototipo de un espejo en el Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial de España, que es una de las instituciones de investigación que han participado en el proyecto.

Y es que precisamente para medir la temperatura de los componentes más expuestos al plasma los ingenieros de ITER van a utilizar un sistema de visión de gran angular que utiliza varios espejos fabricados con mucha precisión para recoger la luz visible e infrarroja procedente del divertor y la pared principal de la cámara.

Esta arquitectura permitirá medir en tiempo real la temperatura de todas las superficies, de modo que los operadores del reactor podrán identificar si se sobrecalienta algún componente y prevenir los daños a tiempo. Este sistema aglutina nada menos que 15 líneas de visión independientes que estarán alojadas en cuatro ubicaciones diferentes de la cámara de vacío con el propósito de cubrir el 80% de las superficies internas. Espectacular.

Imagen | Fusion for Energy

Más información | Fusion for Energy

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La noticia ITER ha encarado uno de los grandes desafíos de la fusión nuclear: evitar que el plasma a 150 millones de ºC destruya el reactor fue publicada originalmente en Xataka por Juan Carlos López .

La inteligencia artificial (IA) está reconfigurando drásticamente la cadena de suministro de hardware. Samsung ha liderado durante más de tres décadas la industria de los chips de memoria DRAM, pero el auge de la IA ha desencadenado algo que hace apenas dos o tres años nos hubiese parecido impensable: ahora es SK Hynix el fabricante de circuitos integrados de memoria que lidera tanto el mercado de los chips HBM (High Bandwidth Memory) como el de las memorias DRAM.

Estas últimas son las que emplea la mayor parte de los dispositivos con los que estamos familiarizados, como, por ejemplo, los ordenadores o los teléfonos móviles. Sin embargo, las memorias HBM son las que se integran en aquellas soluciones de hardware en las que es necesario priorizar el máximo rendimiento, como, por ejemplo, las GPU para IA. Samsung y SK Hynix son compañías surcoreanas, pero la tercera en discordia, Micron Technology, es estadounidense. Y, como estamos a punto de comprobar, ya pisa los talones a Samsung.

Tenemos un nuevo líder y sus cifras son objetivamente espectaculares

Durante los últimos meses Samsung ha liderado el mercado de la fabricación de circuitos integrados de memoria DRAM con una cuota aproximada del 40%, mientras que SK Hynix defendía un muy digno 29%. Por detrás de ambas se situaba Micron Technology, con un 26% aproximadamente. Durante el primer trimestre de 2025 estas cifras han variado de una forma muy importante. De hecho, como os he anticipado unas líneas más arriba, ahora el líder es SK Hynix.

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Esta última compañía controla nada menos que el 70% del mercado de los circuitos integrados de memoria HBM, por lo que su liderazgo en este sector es abrumador. De hecho, SK Hynix es el proveedor de NVIDIA si nos ceñimos a sus GPU para IA. Samsung tiene una cuota aproximada del 28%, y Micron roza el 18%. Si desviamos nuestra mirada hacia los chips de memoria DRAM las cifras están mucho más igualadas, aunque SK Hynix lidera por primera vez.

En una de las gráficas que publicamos encima de estas líneas podemos ver que durante el primer trimestre de 2025 SK Hynix se ha erigido como el fabricante líder de memorias DRAM con una cuota del 36%. Samsung ocupa ahora la segunda posición con un 34%. Y Micron Technology las sigue de cerca con un 30%. Tras ellas, aunque no aparecen en esta gráfica, pisan cada vez más fuerte los fabricantes chinos de chips de memoria Yangtze Memory Technologies Co. (YMTC) y Changxin Memory Technologies (CXMT).

La segunda gráfica predice cómo evolucionará el mercado de las memorias HBM durante los próximos cinco años. SK Hynix presumiblemente mantendrá su liderazgo, aunque perderá una parte de su cuota debido a la saturación del mercado del hardware para IA y al crecimiento de la competencia. Samsung, por su parte, se estabilizará alrededor del 25% de cuota de mercado. Y, por último, Micron será la única de estas tres compañías que crecerá hasta alcanzar el 20% de cuota de mercado. Estas cifras son solo una previsión, pero nos permiten hacernos una idea bastante certera acerca de cómo va a evolucionar este mercado de la industria de los semiconductores.

Imagen | Samsung

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La noticia Estamos en un momento histórico: Samsung ha perdido un liderazgo de 30 años en la industria de los chips DRAM fue publicada originalmente en Xataka por Juan Carlos López .

China y EEUU son los países que más recursos están dedicando al desarrollo de las tecnologías cuánticas. Y también los que están alcanzando los logros más relevantes. Sin embargo, ningún país avanzado puede permitirse permanecer al margen de una tecnología con un indiscutible potencial rupturista a medio plazo. En este terreno Japón está adoptando una postura discreta, pero sus contribuciones, aunque no son tan numerosas como las de los otros dos países que he mencionado en este párrafo, también son muy importantes.

En 2023 un grupo de investigadores del Centro RIKEN de Computación Cuántica, en Japón, liderado por el profesor Keisuke Fujii ideó un algoritmo muy avanzado que consigue reducir drásticamente la complejidad computacional de algunos procedimientos cuánticos. Su trabajo fue publicado en la revista científica Physical Review, y aún hoy es la mejor herramienta disponible para reproducir de una manera eficiente las interacciones a nivel atómico que tienen lugar en algunos materiales complejos.

El protocolo diseñado por estos científicos japoneses consigue lidiar con los operadores de evolución temporal de una forma mucho más eficiente que la técnica utilizada hasta ahora, que se conoce como troterización. A grandes rasgos estos operadores son unas matrices de números que describen las complejísimas interacciones que tienen lugar en los materiales de naturaleza cuántica. Además, el algoritmo ideado por Fujii y sus colegas es una solución híbrida que combina protocolos cuánticos y clásicos, y tiene la capacidad de permitir que ordenadores cuánticos relativamente sencillos, como los que tenemos ahora, se enfrenten a problemas muy complicados.

El Centro RIKEN y Fujitsu han puesto a punto un ordenador cuántico de 256 cúbits

Hoy, hace apenas unas horas, el Centro RIKEN de Computación Cuántica y Fujitsu han anunciado que han desarrollado en un proyecto conjunto un ordenador cuántico superconductor dotado de 256 cúbits. A priori puede no parecer un gran logro si tenemos presente que IBM ya tiene Condor, un procesador cuántico superconductor de 1.121 cúbits, y también la plataforma Heron (5K) dotada de mitigación de errores. Y el Grupo Cuántico de China Telecom (CTQG) y el Centro de Excelencia en Información Cuántica y Física Cuántica de la Academia China de Ciencias han desarrollado el procesador cuántico Xiaohong de 504 cúbits superconductores.

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En los 90 Alemania hizo algo que parecía imposible: un componente crítico de las máquinas actuales de fabricación de chips

Sin embargo, la implementación de esta máquina japonesa merece ser considerada un éxito indudable si tenemos en cuenta que utiliza tecnologías desarrolladas íntegramente en Japón. No emplea el hardware diseñado por IBM o Intel, que es lo que han hecho algunos centros de investigación diseminados por Europa. Una de las bazas más atractivas de este ordenador cuántico japonés es que permite escalar de una forma eficiente el número de cúbits sin necesidad de rediseñar completamente toda la arquitectura de la máquina.

Además, el sistema de refrigeración de dilución que utiliza es, según Fujitsu, más eficiente que las soluciones empleadas habitualmente en otros ordenadores cuánticos. Esta afirmación es creíble debido a que esta máquina de 256 cúbits funciona correctamente con la misma unidad de refrigeración que el anterior ordenador cuántico de 64 cúbits del Centro RIKEN. Suena muy bien. No obstante, esto no es todo. El plan de los creadores de esta máquina cuántica es tener listo un ordenador de 1.000 cúbits en 2026. Si lo consiguen Japón se colocará en este terreno a solo un paso de EEUU y China.

Imagen | Fujitsu

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En Xataka | Los físicos creían que este fenómeno cuántico era imposible. Estaban muy equivocados

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La noticia Japón acaba de meterse de lleno en la carrera de los ordenadores cuánticos. Y lo ha hecho con tecnología propia fue publicada originalmente en Xataka por Juan Carlos López .

El tritio que está presente en la naturaleza es muy escaso. Escasísimo. Este isótopo radiactivo del hidrógeno se produce de forma natural en las capas superiores de la atmósfera debido a la interacción de los rayos cósmicos y los núcleos de los gases atmosféricos, pero su producción es muy modesta. De hecho, en la atmósfera de la Tierra solo se producen anualmente unos pocos kilogramos. Tan pocos, de hecho, que los científicos estiman que podemos contarlos con nuestros dedos.

Curiosamente no todo el tritio que está disponible en nuestro planeta tiene un origen natural. Las pruebas nucleares atmosféricas que tuvieron lugar entre el final de la Segunda Guerra Mundial y los años 80 han arrojado unas pocas decenas de kilogramos de este isótopo a los océanos, y, además, los reactores nucleares de tipo CANDU, que son dispositivos de agua pesada sometida a presión desarrollados en Canadá, también lo producen. Cada reactor de 600 MW genera anualmente unos 100 g de tritio, por lo que su producción global anual es de unos 20 kg.

ITER, el reactor experimental de fusión nuclear que un consorcio internacional liderado por la Unión Europea está construyendo en la localidad francesa de Cadarache, utilizará como combustible dos isótopos del hidrógeno: deuterio y tritio. Como acabamos de ver, el tritio es muy escaso, pero el que está acumulado actualmente en todo el planeta es suficiente para garantizar que este reactor experimental de energía de fusión tendrá el que necesita durante toda su vida operativa, que se prolongará aproximadamente durante quince años.

ITER probará una estrategia innovadora para producir grandes cantidades de tritio

El problema es que después de ITER llegará DEMO, que será el reactor de fusión nuclear de demostración que aspira a poner sobre la mesa la validez de esta tecnología para producir grandes cantidades de electricidad. Y después de DEMO, si todo sale como han previsto los ingenieros de ITER, llegarán las primeras centrales eléctricas comerciales de energía de fusión. Cada uno de sus reactores necesitará anualmente entre 100 y 200 kg de tritio, así que es evidente que las cuentas no salen.

Los reactores CANDU no pueden generar la gran cantidad de tritio que necesitarán las máquinas de fusión, pero, afortunadamente, este dilema tiene solución. Una muy ingeniosa.

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Estos son los plazos que maneja ITER actualmente para demostrar la viabilidad de la fusión nuclear

El propósito de los científicos que trabajan en la fusión nuclear mediante confinamiento magnético, que es la estrategia utilizada actualmente por los reactores experimentales JET, en Oxford (Inglaterra), y JT-60SA, en Naka (Japón), es que los futuros reactores de energía de fusión sean capaces de generar por sí mismos todo el tritio que necesitan. Que sean capaces de autoabastecerse. Este plan propone que el aporte externo de tritio sea mínimo y se ciña a momentos muy concretos de la vida operativa del reactor de fusión nuclear. Suena bien, pero lo más interesante es saber cómo van a hacerlo.

Y, sobre el papel, lo que van a hacer es sencillo: van a colocar litio en el manto que recubre el interior de la cámara de vacío del reactor de fusión. Uno de los subproductos resultantes de la fusión de un núcleo de deuterio y otro de tritio es un neutrón que sale despedido con una energía de unos 14 MeV. Cuando una de estas partículas incide sobre uno de los átomos de litio alojados en el manto de la cámara altera su estructura, produciendo de esta forma un átomo de helio, que es un elemento químico inocuo, y un átomo de tritio. Aquí lo tenemos. Esto es justo lo que necesitan los reactores de energía de fusión. Sobre el papel parece una idea simple, pero llevarla a la práctica no es nada sencillo.

Los desafíos que plantea la puesta a punto de las soluciones tecnológicas que son necesarias para implementar el autoabastecimiento de tritio son enormes. Por un lado es imprescindible que la tasa que relaciona los neutrones de alta energía producidos en la fusión y los átomos de tritio generados en las paredes de la cámara de vacío sea la idónea. Además, es necesario resolver el transporte del tritio desde el lugar en el que se genera hasta el lugar en el que va a ser consumido, y no es algo en absoluto trivial porque es un gas que se dispersa fácilmente, especialmente a altas temperaturas. Este procedimiento plantea otros retos, pero estos dos son críticos. Crucemos los dedos para que la regeneración del tritio en ITER salga bien.

Imagen de portada | ITER

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*Una versión anterior de este artículo se publicó en marzo de 2023

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La noticia Solo se producen 20 kg de tritio al año en el mundo: así aspira la fusión nuclear a conseguir todo el que necesita fue publicada originalmente en Xataka por Juan Carlos López .

El tritio que está presente en la naturaleza es muy escaso. Escasísimo. Este isótopo radiactivo del hidrógeno se produce de forma natural en las capas superiores de la atmósfera debido a la interacción de los rayos cósmicos y los núcleos de los gases atmosféricos, pero su producción es muy modesta. De hecho, en la atmósfera de la Tierra solo se producen anualmente unos pocos kilogramos. Tan pocos, de hecho, que los científicos estiman que podemos contarlos con nuestros dedos.

Curiosamente no todo el tritio que está disponible en nuestro planeta tiene un origen natural. Las pruebas nucleares atmosféricas que tuvieron lugar entre el final de la Segunda Guerra Mundial y los años 80 han arrojado unas pocas decenas de kilogramos de este isótopo a los océanos, y, además, los reactores nucleares de tipo CANDU, que son dispositivos de agua pesada sometida a presión desarrollados en Canadá, también lo producen. Cada reactor de 600 MW genera anualmente unos 100 g de tritio, por lo que su producción global anual es de unos 20 kg.

ITER, el reactor experimental de fusión nuclear que un consorcio internacional liderado por la Unión Europea está construyendo en la localidad francesa de Cadarache, utilizará como combustible dos isótopos del hidrógeno: deuterio y tritio. Como acabamos de ver, el tritio es muy escaso, pero el que está acumulado actualmente en todo el planeta es suficiente para garantizar que este reactor experimental de energía de fusión tendrá el que necesita durante toda su vida operativa, que se prolongará aproximadamente durante quince años.

ITER probará una estrategia innovadora para producir grandes cantidades de tritio

El problema es que después de ITER llegará DEMO, que será el reactor de fusión nuclear de demostración que aspira a poner sobre la mesa la validez de esta tecnología para producir grandes cantidades de electricidad. Y después de DEMO, si todo sale como han previsto los ingenieros de ITER, llegarán las primeras centrales eléctricas comerciales de energía de fusión. Cada uno de sus reactores necesitará anualmente entre 100 y 200 kg de tritio, así que es evidente que las cuentas no salen.

Los reactores CANDU no pueden generar la gran cantidad de tritio que necesitarán las máquinas de fusión, pero, afortunadamente, este dilema tiene solución. Una muy ingeniosa.

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El propósito de los científicos que trabajan en la fusión nuclear mediante confinamiento magnético, que es la estrategia utilizada actualmente por los reactores experimentales JET, en Oxford (Inglaterra), y JT-60SA, en Naka (Japón), es que los futuros reactores de energía de fusión sean capaces de generar por sí mismos todo el tritio que necesitan. Que sean capaces de autoabastecerse. Este plan propone que el aporte externo de tritio sea mínimo y se ciña a momentos muy concretos de la vida operativa del reactor de fusión nuclear. Suena bien, pero lo más interesante es saber cómo van a hacerlo.

Y, sobre el papel, lo que van a hacer es sencillo: van a colocar litio en el manto que recubre el interior de la cámara de vacío del reactor de fusión. Uno de los subproductos resultantes de la fusión de un núcleo de deuterio y otro de tritio es un neutrón que sale despedido con una energía de unos 14 MeV. Cuando una de estas partículas incide sobre uno de los átomos de litio alojados en el manto de la cámara altera su estructura, produciendo de esta forma un átomo de helio, que es un elemento químico inocuo, y un átomo de tritio. Aquí lo tenemos. Esto es justo lo que necesitan los reactores de energía de fusión. Sobre el papel parece una idea simple, pero llevarla a la práctica no es nada sencillo.

Los desafíos que plantea la puesta a punto de las soluciones tecnológicas que son necesarias para implementar el autoabastecimiento de tritio son enormes. Por un lado es imprescindible que la tasa que relaciona los neutrones de alta energía producidos en la fusión y los átomos de tritio generados en las paredes de la cámara de vacío sea la idónea. Además, es necesario resolver el transporte del tritio desde el lugar en el que se genera hasta el lugar en el que va a ser consumido, y no es algo en absoluto trivial porque es un gas que se dispersa fácilmente, especialmente a altas temperaturas. Este procedimiento plantea otros retos, pero estos dos son críticos. Crucemos los dedos para que la regeneración del tritio en ITER salga bien.

Imagen de portada | ITER

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Gina Raimondo, la Secretaria de Comercio de EEUU, es una fuente inagotable de declaraciones. Hace apenas tres días confirmó que la Administración estadounidense tendrá que realizar una inversión económica continuada en el tiempo para sostener el liderazgo en la industria de los semiconductores que aspira a alcanzar. No obstante, hace unas horas ha ido si cabe más lejos al oficializar el propósito del Gobierno estadounidense: producir el 20% de los chips de vanguardia del planeta en 2030.

Europa se ha marcado este mismo objetivo. El 8 de febrero de 2022 Ursula von der Leyen, la presidenta de la Comisión Europea, anunció que el Viejo Continente quiere ser un actor fundamental en este mercado, y el primer paso para lograrlo requiere fabricarel 20% de los chips del planeta en 2030. La Directiva Chips Act moviliza hasta 43.000 millones de euros entre inversión pública y privada para hacerlo posible, y las plantas de chips que Intel y TSMC han programado en suelo alemán son dos piezas clave en este itinerario.

A pesar de sus similitudes, el plan de EEUU pinta mejor que el de Europa. El país liderado por Joe Biden tiene una infraestructura de fabricación de circuitos integrados más sólida que la del Viejo Continente. Además, Intel, TSMC, Samsung, Texas Instruments y GlobalFoundries son algunas de las empresas que ya están poniendo a punto nuevas plantas de vanguardia en suelo estadounidense. Y, como acabamos de ver, el Gobierno de EEUU parece estar decidido a invertir todo el dinero que haga falta para alcanzar la posición de liderazgo a la que aspira.

EEUU y Europa necesitan forzosamente reducir su dependencia de Asia

El dominio que ejerce Asia sobre la industria de los semiconductores es abrumador. Actualmente este continente produce el 90% de los chips de memoria, el 75% de los microprocesadores y el 80% de las obleas de silicio, lo que coloca a Europa y EEUU en una posición de dependencia que a medio plazo puede resultar contraproducente. Esta es precisamente la razón por la que ambos han elaborado una estrategia que persigue consolidar su posición en una industria vital que en el futuro tendrá si cabe incluso más importancia.

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Ya sabemos cuál es la mejor fábrica natural de las preciadísimas tierras raras: una kilonova cósmica

Morris Chang, el fundador de TSMC, ha hecho unas declaraciones que reflejan claramente las sensaciones de los países asiáticos frente a la política de reagrupamiento de la industria de los chips que están desplegando EEUU y Europa a través de las campañas 'Chips and Science Act' y la Ley Europea de Chips. Taiwán, Japón y Corea del Sur comparten una misma cultura del trabajo. Esto es lo que los hace tan competitivos para este ejecutivo, y vaticina que los países occidentales no tendrán esto a su favor.

Probablemente este es uno de los motivos que explican por qué la industria de los semiconductores está actualmente vertebrada en torno al Mar de China Oriental. Los números no dejan ningún resquicio a la más mínima duda. En la siguiente tabla los hemos desglosado por países:

Antes de concluir este artículo merece la pena que reparemos en algo que diferencia a las estrategias de EEUU y Europa más allá de ese 20% de cuota de mercado que ambos esperan alcanzar en 2030. En su declaración Gina Raimondo especifica que su país quiere consolidar esa cifra ciñéndose a los circuitos integrados de vanguardia, que son los que tienen un mayor valor añadido. La Comisión Europea, sin embargo, no ha especificado qué tipo de semiconductores va a producir para alcanzar ese 20% global, por lo que esa cuota con toda probabilidad aglutina tanto circuitos integrados de vanguardia como maduros.

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La alianza que han forjado Huawei y SMIC es muy robusta. A ambas compañías les va su futuro en ella. Las sanciones de EEUU y sus aliados han obligado al principal diseñador chino de chips y al fabricante más importante de semiconductores del país liderado por Xi Jinping a trabajar juntos y con más ahínco que nunca para proteger su negocio. El SoC Kirin 9000S que late en el interior del smartphone Mate 60 Pro de Huawei es uno de los productos resultantes de esta alianza.

Este chip, como os hemos contado en varios artículos desde que vio la luz en agosto de 2023, ha sido fabricado por SMIC utilizando los equipos de litografía de ultravioleta profundo (UVP) de ASML que esta última compañía neerlandesa ya no puede entregarle como consecuencia del paquete de sanciones de EEUU que entró en vigor el pasado 16 de noviembre. Los ingenieros de SMIC y Huawei han logrado fabricar el SoC Kirin 9000S empleando su litografía de 7 nm de segunda generación.

No obstante, aunque al principio no estaba del todo claro, no tardamos en confirmar que se habían visto obligados a recurrir a una técnica conocida como multiple patterning. Esta estrategia de fabricación de semiconductores consiste en transferir el patrón a la oblea en varias pasadas con el propósito de incrementar la resolución del proceso litográfico. Puede tener un impacto al alza en el coste de los chips y a la baja en la capacidad de producción, pero funciona. De hecho, funciona lo suficientemente bien para que SMIC siga utilizándola en otro chip para Huawei.

El procesador HiSilicon Taishan V120 de 7 nm para servidores ya está listo

Financial Times asegura haber tenido acceso a las declaraciones de dos expertos que defienden que SMIC está ultimando el refinamiento de sus procesos de fabricación de semiconductores en sus máquinas UVP. Su propósito, según esta fuente, es disponer de la tecnología necesaria para fabricar circuitos integrados de 5 nm de forma masiva antes de que concluya este año. Es algo creíble que encaja a la perfección con el vaticino que hicieron los técnicos de TechInsights hace ya casi seis meses.

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En cualquier caso, ahora mismo la litografía más avanzada que tiene este fabricante de chips en producción es la de 7 nm de segunda generación con la que fabrica no solo el SoC Kirin 9000S, sino también el nuevo procesador HiSilicon con núcleos Taishan V120, ambos para Huawei. Los núcleos de este último chip están implementados presumiblemente sobre la misma microarquitectura empleada en los núcleos de alto rendimiento del SoC Kirin 9000S. No obstante, existe un consenso en los medios especializados, y nosotros lo compartimos, que prevé que los núcleos Taishan V120 verán la luz oficialmente en la CPU para servidores Kunpeng 930 de Huawei.

Lo más interesante es que hace unas horas se ha filtrado el rendimiento que arroja el procesador con núcleos Taishan V120 en la prueba mononúcleo de Geekbench 6, y se mueve en la misma órbita que el procesador para servidores EPYC 7413 con núcleos Zen 3. AMD lanzó sus procesadores implementados sobre esta microarquitectura a finales de 2020, y desde mediados de 2022 tiene lista Zen 4, que es una implementación más avanzada. Aun así, con toda probabilidad para Huawei es un éxito tener preparada ya una microarquitectura con un rendimiento equiparable al de la solución de anterior generación de AMD.

Imagen | ASML

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