Fa poc més d’un any em va sorprendre llegir una notícia als diaris que va passar força desapercebuda: moltes fàbriques de cotxes van haver de parar part de la seva producció a causa de la penúria de xips. A hores d’ara ja s’han vessat rius de tinta sobre aquest problema i les seves causes. La pandèmia ha afectat la cadena de subministraments i ha fet augmentar la demanda d’ordinadors a causa del teletreball. També va fer caure la venda de cotxes. I tot això va coincidir amb la prohibició de fabricar xips americans a la Xina, establerta per Donald Trump per tal d’evitar la transferència tecnològica cap a les empreses xineses. Un còctel enverinat: quan la demanda de cotxes ha tornat a augmentar, els fabricants de xips no han pogut donar-li resposta.
Alguns recordareu el programa d’en Joaquim Maria Puyal a TV3 La vida en un xip, a principis dels 90, quan ja tothom era més o menys conscient de la importància creixent dels xips a les nostres vides i de la seva capacitat de concentrar moltes “coses” en un espai molt reduït. Però què hi ha a dins d’un xip? I què els fa tan importants?
Transistors. Aquesta és la clau de volta de la revolució digital. El transistor és el “culpable” de l’existència dels ordinadors. Basat en la capacitat del silici i altres materials anomenats semiconductors, fa una cosa ben senzilla: té la capacitat de commutar el corrent elèctric, que produeix els zeros i els uns del codi binari, que alhora permeten fer les funcions lògiques que possibiliten fer els ordinadors. Molt resumit i simplificat.
El transistor ha canviat les nostres vides. El transistor es va inventar l’any 1947 substituint les vàlvules, que alguns també recordareu a les antigues ràdios i als vells televisors, que s’havien d’escalfar abans no funcionessin. Però no va ser fins al 1971 que es va construir el primer microprocessador amb 2.300 transistors. L’any 2020, en 8 cm² de silici s’hi han arribat a posar 41.000 milions de transistors. Al cap de pocs anys d’iniciar-se aquesta espectacular evolució dels microxips es va formular la llei de Moore, que va predir que cada 2 anys es duplicaria el nombre de transistors en un xip. Aquesta llei s’ha anat complint amb molta precisió i, juntament amb les eficiències dels costos de fabricació, ha significat, ras i curt, que els nostres ordinadors i telèfons mòbils quedin obsolets cada 2 o 3 anys.
Desenvolupar una indústria europea de microxips i trencar la concentració actual asiàtica requerirà inversions ingents i molt temps
Però tornem a l’actualitat, ja que la manca de microxips i la gairebé total dependència del mercat asiàtic ha fet que s’anunciïn grans estratègies i inversions des de la Unió Europea per disposar d’una indústria de semiconductors europea.
Aquesta indústria té una cadena de valor que comença amb la fase de recerca i que requereix grans inversions en ciència bàsica. Europa té capacitat d’R+D a través d’un parell de centres potents en aquest àmbit, però cal augmentar les inversions i millorar la col·laboració entre universitats, laboratoris, empreses i administracions públiques.
Després hi ha el disseny dels xips, amb força competència entre empreses com Qualcomm o AMD, ja que es requereix un alt nivell d’especialització a causa de la introducció de l’electrònica i del software en tota mena d’aparells. No és el mateix dissenyar processadors per a un robot de cuina que per a un supercomputador. Aquest segment està completament dominat per empreses americanes i asiàtiques.
Finalment, hi ha els fabricants dels xips. Tenim els fabricants integrats, que també fan el disseny i dediquen la principal capacitat productiva als seus propis xips. És el cas d’Intel i Samsung. Els fabricants anomenats foundries són els fabricants “purs” que fabriquen per encàrrec dels dissenyadors, i –atenció!– l’empresa Taiwan Semiconductor Manufacturing (TSMC) té una quota de mercat del 60%. Aquí és on els efectes de la pandèmia i de la prohibició dels contractes de transferència tecnològica dels EUA s’han fet especialment greus, provocant el principal coll d’ampolla i la carència global.
Les barreres d’entrada a aquesta indústria són enormes a causa de la caríssima tecnologia necessària i de les economies d’escala requerides per fer front als alts costos unitaris de fabricació. Per tant, desenvolupar una indústria europea de microxips i trencar la concentració actual asiàtica requerirà inversions ingents i molt temps fent les coses ben fetes.
Per cert, com ja estava previst, la llei de Moore està arribant al seu final. La reducció progressiva de la mida dels transistors té un límit físic: arriba un punt que hi ha tan pocs àtoms de silici en el transistor que apareixen fenòmens quàntics (!) i deixa de funcionar. Això implica el final de l’evolució de la computació? No! Pròxima estació: la computació quàntica.
Martí Casamajó, membre de l’associació Restarting Badalona
