La verdad del SoC Kirin 9000S del Huawei Mate 60 Pro: está fabricado sobre un proceso modificado de 14 nm

Es el tema de moda sin ninguna duda, y ya están todas las cartas encima de la mesa. Cuando en otros artículos dijimos que lo de China parecía "cuento chino", es que finalmente lo es. Desde Fomalhaut Techno Solutions, su director ejecutivo, tras un análisis de dicho SoC, pone blanco sobre negro y afirma lo que muchos llevábamos diciendo desde el inicio de esta historia: el Kirin 9000S no es un SoC a 7 nm, ni mucho menos a 5 nm, está fabricado en un proceso mejorado desde los 14 nm.

Este fin de semana saltaba la noticia más increíble que se podía dar: este SoC, tras una actualización, estaba registrado como un chip con un proceso litográfico a 5 nm. Por suerte, también tenemos explicación a esto, y como era de esperar, todo es más sencillo y hace referencia a una campaña del gobierno de dicho país para mermar las ventas del iPhone 15... Como si hiciese falta visto lo visto...

El Huawei Kirin 9000S es un SoC fabricado a 14 nm con patrón doble

China no tiene la tecnología necesaria para fabricar por debajo de los 10 nm, y aunque pueden, se necesitan una gran cantidad de patrones y máscaras para los escáneres EXE de ASML, de manera que no hay ni la precisión suficiente para lograr un alto rendimiento en cuanto a tasa de éxito, ni hay velocidad en la fabricación, debido a un bajo Wph.

Minatake Mitchell Kashio, tras la controversia entre los 7 nm y los 5 nm posteriores ha querido poner un poco de luz desde Fomalhaut Techno Solutions, y ha afirmado a SCMP que tras desmontar su propio Huawei Mate 60 Pro y analizarlo ha confirmado que el Kirin 9000S es un SoC fabricado mediante el proceso litográfico de 14 nm al cual se le agregaron algunas técnicas especiales que mejoraban el rendimiento del chip para que pareciese de 7 nm.

Por lo tanto, los escáneres que usa SMIC siguen siendo de 193 nm como longitud de onda, pero el uso que se le ha dado a estos es el hecho de crear patrones múltiples de líneas superpuestas. En definitiva, es usar el mismo láser para crear patrones más pequeños en distintas capas simulando la mitad o algo más de espacio final, lo que a la vista podría parecer que, si usamos varios patrones en una misma área en vez de grabar uno solo, nos da un diseño final que parece lo que no es.

En este caso, un patrón simple graba a 14 nm, dos patrones superpuestos son capaces de llegar a "7 nm" (nótese las comillas), pero con un coste terrible y un rendimiento muy pobre, además de unas fugas de energía muy altas.

¿Se han modificado los escáneres?

Es otra de las grandes preguntas. China está en el ojo del huracán por varios motivos, y al final va a caer de un modo u otro en el hecho de haber violado las sanciones de EE.UU. y Europa. Hay tres segmentos que pueden ser modificados sin permiso de ASML para estos escáneres:

• La mesa de trabajo de grabado.
• El sistema óptico que graba las obleas.
• La fuente de la luz.

Superponer patrones no es nuevo realmente, es algo que ASML dijo que ya podía hacer con sus propios escáneres con DUV, pero hacerlo no implica lograr un rendimiento como un paso litográfico superior, básicamente porque no estás reduciendo nanómetros en cuanto a los transistores, simplemente intentas aumentar la densidad incluyendo patrones superpuestos en más capas, hasta 25 en concreto.

Para ello, el escáner necesita tener soporte para el llamado Overlay Budget, también conocido como Overlay Error. Los escáneres Twinscan NXT:2000i DUV pueden crear chips a 7 nm e incluso a 5 nm sin necesidad de EUV, pero entonces se requiere un Overlay Error más estricto.

Lo que ha hecho SMIC es mezclar y combinar capacidades de Overlay distintas para distintos pasos, máscaras y escaneos.

De hecho, para grabar chips a 7 nm ASML indica un Overlay de 3,5 nm, pero esto solo se puede lograr con el último modelo que se lanzó al mercado para DUV, el Twinscan NXE:3350B y además, se necesitan herramientas de última generación para tal tecnología de grabado.

Por lo tanto, para crear un chip a 7 nm con patrones dobles de 14 nm se necesitan una serie de condiciones que SMIC no tiene, ni tampoco Huawei. Es simplemente una manera de intentar mostrar a la población que los esfuerzos del gobierno chino están dando sus frutos.

Rendimiento nefasto, costes por las nubes, ¿por qué China intenta aparentar lo que no es, ni puede ser?

Es un movimiento de marketing interno para intentar mermar las ventas del iPhone 15 en su país mostrando que Huawei está a la altura de Apple, Qualcomm, TSMC o Intel. Pero nada más lejos de la realidad. Los datos de rendimiento de los 14 nm de SMIC con patrón doble están sobre el 15%, muy lejos del 70% u 80% necesarios para ser considerados un éxito y ser producidos en masa.

Pero, además, debido al número de máscaras usados y la cantidad de capas en las obleas, se estima que el coste es de alrededor 10 veces más caro que un nodo fabricado por TSMC a 7 nm. Por ello, Huawei podría haber comprado algunos escáneres de ASML a SMIC, de hecho, Lee de Jefferies afirma que "si bien el Kirin 9000S puede tener una estructura de construcción similar a la de otros chips fabricados por SMIC, en realidad podría haber sido construido por Huawei. Creemos que es muy probable que Huawei haya comprado tecnología y equipos SMIC para desarrollar los Kirin 9000S".

¿Y esto por qué? Porque de esa manera intentan esquivar cualquier pretensión de confrontación de EE.UU. hacia SMIC. Quien tiene las restricciones es SMIC, pero si el chip lo fabrica Huawei como tal, que es en teoría quien lo diseña, el veto se lo saltarían. Con ello, el movimiento de marketing puede ser usado en todo su esplendor, como el tema de que ahora el Kirin 9000S estaría fabricado a 5 nm.

Este tema, que vimos este mismo fin de semana, se refiere a otra tergiversación y movimiento de Huawei, ya que existen dos Kirin 9000: el Kirin 9000 a secas fabricado por TSMC a 5 nm, y el famoso Kirin 9000S fabricado por SMIC/Huawei a 14 nm (primero 7 nm, ahora 5 nm).

¿Qué ocurre entonces aquí? Pues que con la última actualización liberada para los Huawei Mate 60 Pro, los teléfonos marcan 5 nm al ser leída la ID del SoC, cuando lo que ha hecho Huawei es copiar dicha ID del Kirin 9000 al Kirin 9000S, de ahí el movimiento de marketing para el mercado chino.

Entonces, ¿ha violado Huawei o SMIC las sanciones?

Técnicamente sí, y además, por varios motivos. El primero, es que incluyen un módem 5G, cuando Huawei tiene prohibida la tecnología con dicho nombre. La excusa, una vez más, es que no es un chip aparte, está dentro del SoC, forma parte de él, pero la tecnología es americana y europea.

La segunda, el comentado doble patrón de 14 nm que mejora la densidad a base de capas, para que parezca un patrón de 7 nm complejo. Se presupone que ningún escáner puede ser modificado, pero China ha conseguido dichos patrones sin las herramientas necesarias, así que, al parecer, parece que podría haber modificación de los mismos sin permiso de ASML, o acaso, ¿han comprado las herramientas a otros países?

Por último lugar, tal y como vimos, está el hecho de usar núcleos Cortex de Arm, algo que tampoco pueden ser usados en ningún chip en China sin las correspondientes licencias, las cuales no se han pedido.

Por tanto, y sumado todo lo dicho, de nuevo estamos ante un cuento chino que se está intentando vender como un movimiento tecnológico del gobierno de Xi Jinping para mermar las ventas del iPhone 15, por un lado, mientras que por el otro se quiere dar a entender que China está a la altura del desafío de occidente, cuando la realidad es que se están saltando todas las restricciones en base a supuestos resquicios legales, que estarán por ver si son de tal calibre.

Ahora la pregunta es, ¿cómo va a reaccionar EE.UU.? Han estado manteniendo silencio al respecto más allá de decir que están estudiando todo. Se pensó que sería realmente complejo demostrar que China había infringido las sanciones. Tras el esquema de bloques del chip, tras el descubrimiento de Kashio desde Tokyo, y tras la confirmación de las capacidades 5G, la respuesta tendrá que ser muy severa.