La competencia en la industria de semiconductores ha alcanzado un nuevo nivel con la presentación de los últimos avances en procesos litográficos. Durante el International Solid-State Circuits Conference (ISSCC), Intel y TSMC han revelado sus respectivas innovaciones, consolidando su lucha por la supremacía tecnológica en la fabricación de chips. Mientras Samsung se mantiene en segundo plano y Mediatek se centra en el desarrollo de nuevas arquitecturas para redes, Intel ha dado un golpe sobre la mesa con su nodo Intel 18A, que ha logrado igualar en densidad de celdas SRAM HD a 38 Mb/mm², el mismo valor que la tecnología N2 de TSMC. Este anuncio no solo refuerza la posición de Intel en la carrera de los semiconductores, sino que también marca un punto de inflexión en la transición hacia tecnologías más eficientes y escalables.

La evolución de las celdas SRAM en la nueva generación de chips

Para comprender la importancia de este hito, es necesario conocer los diferentes tipos de celdas que se emplean en la fabricación de procesadores y chips gráficos:

• Celdas HP (High Performance): Diseñadas para maximizar el rendimiento, aunque con un mayor consumo energético. Son habituales en CPUs de alto rendimiento, como las utilizadas en gaming y estaciones de trabajo.
• Celdas HD (High Density): Priorizan la densidad de transistores en un área reducida, optimizando el consumo energético y aumentando la capacidad de almacenamiento en caché. Suelen encontrarse en procesadores para servidores y algunas GPU.
• Celdas HC (High Current): Desarrolladas para manejar altas corrientes, utilizadas principalmente en la gestión de energía dentro de los chips.

En la actual transición de la tecnología FinFET a Gate-All-Around (GAA), la optimización de estas celdas es fundamental para incrementar la eficiencia energética y la capacidad de procesamiento.

TSMC N2: eficiencia y rendimiento con SRAM HD y HC

TSMC ha presentado su tecnología N2, que alcanza una densidad de 38 Mb/mm² en SRAM HD, lo que representa un incremento del 12 % respecto a la generación anterior (N3). Además, sus celdas HC han aumentado su densidad en un 18 %, una mejora notable gracias a su enfoque Design Technology Co-Optimization (DTCO), que permite optimizar la estructura de los transistores y su disposición dentro del chip.

Uno de los aspectos más destacados del avance de TSMC es la implementación de un sistema Double-pumped, que permite mejorar el rendimiento de las celdas SRAM en tareas de inteligencia artificial (IA) y computación de alto rendimiento (HPC). Además, la eficiencia energética ha mejorado significativamente, con una reducción del 11 % en el consumo y un aumento del 19 % en la eficiencia general.

Intel 18A: la respuesta al dominio de TSMC

Intel no se ha quedado atrás y ha anunciado que su nodo 18A ha alcanzado la misma densidad de 38 Mb/mm² en SRAM HD, lo que la sitúa en igualdad de condiciones con TSMC en este apartado. Aunque Intel aún está por detrás en densidad lógica, la compañía ha apostado por un diseño más equilibrado, combinando rendimiento y eficiencia.

Uno de los elementos clave en el avance de Intel es la implementación de PowerVia, su innovadora tecnología de distribución de energía. A diferencia de TSMC, que aún no incorpora una solución similar en este nodo, PowerVia permite mejorar la densidad en un 10 %, optimizando el suministro eléctrico a los transistores y reduciendo la caída de voltaje.

Otro hito importante es que Intel ha logrado frecuencias de 5,6 GHz a 1,05V en celdas HCC, lo que demuestra una clara ventaja en rendimiento frente a las soluciones de TSMC.

Mediatek y Synopsys: innovación en redes y eficiencia energética

Mientras Intel y TSMC dominan la conversación en la fabricación de chips de alto rendimiento, otras compañías como Mediatek y Synopsys han presentado avances en áreas específicas.

Mediatek apuesta por la memoria TCAM

Mediatek ha introducido su tecnología TCAM, diseñada específicamente para su uso en switches y routers, dos segmentos que requieren memorias de alta eficiencia y baja latencia. Su arquitectura DGSL TCAM promete reducir el consumo energético en hasta un 37,4 %, lo que representa una mejora significativa para los centros de datos y dispositivos de red.

Synopsys sorprende con densidad de 38 Mb/mm² en 3 nm

Synopsys ha logrado desarrollar una memoria SRAM HD de 38 Mb/mm² en tecnología de 3 nm y con FinFET, lo que representa un gran avance en eficiencia y escalabilidad. Aunque su rendimiento aún no alcanza a las soluciones de Intel y TSMC en términos de frecuencia, la capacidad de obtener esta densidad a un nodo más grande es una muestra del potencial que tienen las tecnologías de optimización de arquitectura.

El impacto en la industria y la próxima batalla en semiconductores

El anuncio de Intel 18A y su equivalencia con TSMC N2 marca un punto de inflexión en la industria de semiconductores. Mientras que TSMC sigue liderando la producción de chips en nodos avanzados para clientes como Apple, NVIDIA y AMD, Intel ha demostrado que está preparada para recuperar terreno en la fabricación de procesadores y chips gráficos.

Además, la competencia se intensificará con la entrada de otros actores como Samsung, que trabaja en la maduración de sus procesos de 3 nm, y empresas como Google y Amazon, que desarrollan sus propios chips personalizados para IA y computación en la nube.

Por otro lado, proveedores de infraestructura como AWS, Microsoft Azure, Google Cloud y Stackscale (Grupo Aire) juegan un papel fundamental en la adopción de estas nuevas tecnologías, ya que permiten a empresas de todos los tamaños acceder a hardware de última generación sin la necesidad de grandes inversiones iniciales.

Conclusión: una nueva era de la computación

La evolución de la tecnología de semiconductores continúa a un ritmo vertiginoso, y los avances presentados por Intel, TSMC y otros actores clave están sentando las bases para la próxima generación de dispositivos y aplicaciones. Con la llegada de chips más eficientes y potentes, el impacto en sectores como la inteligencia artificial, la computación en la nube y los dispositivos móviles será significativo.

Mientras la batalla por el liderazgo en semiconductores continúa, una cosa es segura: el futuro de la computación dependerá de quién logre fabricar los chips más avanzados y eficientes a gran escala.

Fuente: El Chapuzas informático