Estas son las claves y porqués del aumento de precio en los chips

Dejando la inflación a un lado, que es un tema económico y monetario externo y que afecta lógicamente a todo, el precio de los chips se ha visto incrementado a cada generación y aunque tenemos los pilares principales definidos y ya comentados algunas veces, hay que entrar más en detalle. Un nuevo informe pone el dedo en la llaga y como era de esperar, el futuro no pinta nada bien, al menos con TSMC, porque habrá otro aumento de precio en sus chips, sino más.

Hay que dividir los argumentos por bloques, siendo el primero el coste de las FAB, el segundo el coste de los procesos litográficos y por último el de las obleas, más simple de comprender siempre por ser un producto que se adquiere ya hecho. Así que visto esto, vamos con todo este embrollo. Por otro lado, nos vamos a centrar en TSMC por dos razones. La primera es que tiene más del 80% del mercado mundial, y la segunda, mucho más obvia, es simplemente porque los datos ofrecidos se refieren a los taiwaneses. Dicho esto, empecemos.

TSMC hará un aumento progresivo en el precio de sus chips futuros

TSMC-FAB-Arizona-1

El primer problema es de expansión de la compañía. Los problemas con China y la presión de EE.UU. han hecho a los taiwaneses aterrizar en suelo yanki para construir una mega FAB. Esto ya lo sabíamos, lo que no teníamos idea era del volumen de negocio y perspectivas. El actual nodo de 5 nm o N5 se fabrica en exclusiva en Taiwán en unas FAB que costaron hace 4 años más de 17.000 millones de dólares, tras lo cual se actualizaron para llegar a producir actualmente más de 120.000 obleas al mes, una auténtica locura.

Las actualizaciones de las Fases 1 a 3 en Taiwán para expandir las instalaciones representan un tamaño físico 4 veces mayor a las actuales FAB, pero solo un 40% de su coste, lo que evidencia que ir a EE.UU. a construir solo es factible porque Biden va a "aflojarse el bolsillo" a base de los contribuyentes.

TSMC FAB 21 P1 y P2 costes

Pues bien, la FAB 21 y 18, que son las encargadas de producir el N5 y sus variantes, tienen competencia, porque llega la FAB 21 P2 (ambas en Arizona), donde se van a gastar más de 27 mil millones de dólares, que es más del doble de lo que costó la P1 para N5. Esta P2 se destinará en exclusiva a los nuevos N3, por lo que de entrada el costo ya se ha disparado por oblea del 38% al 55% solo en este punto, y claro, los chips serán los encargados de trasladárselos a sus clientes.

Los problemas con el nodo N3 y sus nuevas variantes

TSMC-N5,-N4P,-N4X,-N3,-N3X

El problema es que nadie quiere el N3 original, catalogado como N3B y por ello NVIDIA firmó con Samsung en parte, pero tras las nuevas noticias en TSMC y pese al aumento de precio de sus chips, los de Huang le darán de nuevo la otra mano a los taiwaneses y jugarán a dos bandas como hace Intel. Los problemas, como decimos, es que N3B fue un fracaso, tenía 25 capas EUV y como vimos, la SRAM no ha escalado, lo que encarece todavía más cada chip que se grabe.

De ahí la estrategia FinFlex que ya vimos hace tiempo con unos rendimientos distintos según lo que necesite cada cliente. Suena muy bien, pero TSMC ha perdido casi dos años en todo este proceso y ha tenido que crear el sustituto del N3 y sus variantes, pero aparte, al mismo tiempo, también toda la gama N4. Aquí entra el 4N de TSMC para NVIDIA, sucesor directo del N5 aunque también es a 5 nm y no a 4 nm como se especulaba.

SRAM-escalabilidad-N5-vs-N3-TSMC

En definitiva, dinero y más dinero gastado, un año de retraso donde sus clientes, entre los que están NVIDIA, AMD e Intel así como Apple, no optarán al N3 hasta que el N3E esté listo en producción, tras lo cual llegará N3P como versión de alto rendimiento. Pero entonces y resumiendo, ¿cuánto más van a costar los nuevos chips? Pues del 55% más que hablábamos al principio, la cifra bajará hasta un +40%, pero solo cuando N3E y N3P estén en producción de alto volumen, puesto que con estos procesos litográficos TSMC sí que ha podido reducir la SRAM como ya vimos en anteriores artículos.

Así que quien quiera lo último de lo último en velocidad y potencia tiene que saber que con el aumento del 40% del precio de los chips de TSMC, como media, va a tener que rascarse bastante el bolsillo, porque los costes se están disparando. Veremos cuánto va a salir la broma de los 2 nm con los nuevos transistores GAA...