¿Chips un 90% más baratos procedentes de EE. UU.? La startup Substrate está desafiando a los gigantes ASML (Países Bajos) y TSMC (Taiwán).

Litografía por rayos X 2.0: Del laboratorio a la producción en masa – ¿Es realista de nuevo la litografía por rayos X?

En el mundo de la alta tecnología, donde el progreso se mide en nanómetros, la industria de los semiconductores se asemeja a una fortaleza con muros casi infranqueables. En la cima de este orden global se alzan dos gigantes indiscutibles: el monopolista holandés ASML, proveedor exclusivo de las costosísimas máquinas de litografía EUV para la fabricación de chips de última generación, y el gigante taiwanés de la fundición, TSMC, que domina el mercado global de la fabricación por contrato. Este ecosistema altamente concentrado, construido sobre décadas de investigación y cientos de miles de millones en inversión, hasta ahora parecía intocable.

Pero ahora, una startup de San Francisco llamada Substrate está causando sensación y podría revolucionar esta industria. Con el respaldo de más de 100 millones de dólares de inversores prominentes como Peter Thiel e In-Q-Tel, la rama de capital riesgo de la CIA, Substrate está a punto de cambiar las reglas del juego. Su promesa: una tecnología de litografía de rayos X renovada y reinventada que no solo es más potente que los sistemas EUV consolidados de ASML, sino que también podría reducir drásticamente el coste por oblea de chip en un 90 %.

Este anuncio es mucho más que una innovación tecnológica; es una declaración de guerra geopolítica y económica. Ataca el núcleo de la búsqueda estadounidense de soberanía tecnológica, desafía el modelo de negocio de las máquinas más caras del mundo y promete derribar las enormes barreras de entrada a la fabricación de chips. Pero el camino desde una prometedora demostración de laboratorio hasta la producción en masa fiable está plagado de los restos de revoluciones fallidas. Los obstáculos técnicos son monumentales, el escepticismo de la industria es profundo y la historia de la litografía de rayos X es, en sí misma, una historia de fracasos históricos. La pregunta crucial, por lo tanto, es: ¿Estamos presenciando el inicio de una disrupción genuina que transformará el panorama global de los chips, o simplemente un déjà vu con una financiación millonaria de un sueño tecnológico que se estrella contra las duras realidades de la física y la economía?

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Se prevé un cambio en el poder global gracias a la innovadora litografía de rayos X.

La tecnología de fabricación de chips y semiconductores, uno de los avances industriales más importantes del siglo XXI, se encuentra actualmente en un punto de inflexión crucial. Una startup con sede en San Francisco llamada Substrate está generando gran interés en la industria global de microchips tras el anuncio de una novedosa tecnología de litografía por rayos X. Respaldada por inversores destacados como Peter Thiel, la compañía ha recaudado más de cien millones de dólares y afirma haber desarrollado una alternativa a los sistemas de litografía extremadamente costosos del monopolio holandés ASML y a las capacidades de fabricación del gigante taiwanés TSMC. El impacto potencial de este desarrollo en toda la cadena de valor de los semiconductores, las estructuras de poder geopolíticas y los equilibrios económicos dentro de esta industria es fundamental y justifica un análisis económico detallado.

La economía de la litografía de semiconductores: Cuando los monopolios se enfrentan a desafíos

La historia de las innovaciones industriales demuestra repetidamente que la disrupción tecnológica rara vez proviene del centro de las estructuras de poder establecidas, sino que es iniciada por agentes externos.

La industria de semiconductores actual experimenta un nivel de concentración excepcional. ASML, con sede en los Países Bajos, controla prácticamente todo el mercado de sistemas de litografía de última generación, con una cuota de mercado del 90 al 100 % en litografía ultravioleta extrema. Estas máquinas, cuyo coste oscila entre 200 y 400 millones de dólares por unidad, son esenciales para la fabricación de semiconductores avanzados de menos de siete nanómetros. El margen bruto de ASML supera sistemáticamente el 50 %, lo que evidencia el inmenso poder de fijación de precios de un monopolio de facto. En 2024, la empresa generó unos ingresos de 28 300 millones de euros, con un beneficio neto de 7600 millones de euros. Se prevé un crecimiento de los ingresos de aproximadamente el 15 % para 2025, con un margen bruto en torno al 52 %.

El desarrollo de esta tecnología EUV fue una maratón que se extendió por más de tres décadas y costó más de diez mil millones de dólares. ASML solo pudo llevar a cabo esta gigantesca empresa gracias a las alianzas estratégicas con Intel, Samsung y TSMC, que en conjunto invirtieron 1400 millones de euros en la compañía en 2012, participando así en el llamado Proyecto Mosquetero. El primer sistema EUV comercial se entregó en 2010, pero la tecnología no alcanzó la madurez para la producción en masa hasta 2019. Este retraso de casi veinte años en el lanzamiento al mercado, en comparación con los planes originales, ilustra los inmensos obstáculos técnicos.

Paralelamente, TSMC de Taiwán domina el mercado mundial de fundición con una impresionante cuota de mercado superior al 70 % en el segundo trimestre de 2025. La compañía generó ingresos por valor de 30 240 millones de dólares en el tercer trimestre de 2025 y prevé inversiones de capital de entre 38 000 y 42 000 millones de dólares para ese año. Una planta de fabricación de última generación de TSMC tiene un coste de entre 15 000 y 20 000 millones de dólares. Estas cifras ilustran las enormes barreras de entrada en este sector.

La litografía por rayos X, que ahora presenta sustratos como alternativa, no es en absoluto una invención nueva. Esta tecnología ya se investigaba en la década de 1970, y durante las décadas de 1980 y 1990, IBM, Motorola y otras corporaciones estadounidenses invirtieron fuertemente en su desarrollo. Sin embargo, los desafíos técnicos resultaron insuperables. Los problemas fundamentales incluían la necesidad de máscaras extremadamente estables fabricadas con materiales costosos como el oro, la dificultad de producir fuentes de rayos X consistentes y la complejidad de la dispersión de electrones secundarios, que limitaba la resolución. Los factores económicos también influyeron: la industria no logró ponerse de acuerdo sobre estándares comunes, y la financiación de diversas empresas fracasó debido a intereses comerciales divergentes.

Disrupción tecnológica: ¿Revolución o repetición de fracasos históricos?

Substrate afirma haber resuelto estos problemas históricos. La empresa utiliza un acelerador de partículas diseñado a medida que acelera electrones a velocidades cercanas a la de la luz. Estos electrones atraviesan una serie de imanes que los hacen oscilar, generando intensos rayos X con longitudes de onda inferiores a cuatro nanómetros. Esta longitud de onda es significativamente menor que los 13,5 nanómetros de la tecnología EUV de ASML, lo que teóricamente permite una mayor resolución. Substrate ha presentado resultados de laboratorio que muestran estructuras con una dimensión crítica de doce nanómetros y una distancia entre puntas de trece nanómetros, comparables a las capacidades de los sistemas EUV modernos para tecnologías de proceso de dos nanómetros.

La principal afirmación económica de Substrate es que el coste por oblea podría descender de aproximadamente cien mil dólares actuales a unos diez mil dólares para finales de la década. Esta reducción del noventa por ciento en el coste cambiaría radicalmente la economía de la fabricación de semiconductores. La empresa argumenta que, al evitar el complejo proceso de multipatrón que suele requerirse en la litografía EUV, se puede reducir drásticamente el número de pasos de producción.

Sin embargo, el escepticismo de la industria está justificado y se basa en realidades técnicas y económicas preocupantes. Demostrar estructuras en el laboratorio es una tarea completamente distinta a la producción en masa con rendimientos consistentes. TSMC alcanza rendimientos de alrededor del setenta por ciento con procesos de cuatro nanómetros, mientras que Samsung tiene dificultades con rendimientos de tan solo el treinta y cinco por ciento utilizando tecnologías similares. Estas cifras ilustran la importancia crítica de la estabilidad del proceso y la minimización de defectos. Incluso las más mínimas desviaciones a nivel atómico pueden provocar fallos.

Un problema especialmente crítico en la litografía moderna son los efectos estocásticos, es decir, las variaciones aleatorias en el proceso de exposición. En la litografía EUV, estos efectos ya representan más de la mitad del margen de error total y se estima que costarán a la industria más de diez mil millones de dólares anuales en pérdidas de ingresos para 2030. Estos problemas se deben a la física fundamental de las microestructuras, donde el número de fotones, la distribución de las moléculas de la resina fotosensible y la dispersión de electrones son inherentemente aleatorios. Queda por ver si los sustratos pueden superar estos desafíos mejor con rayos X que ASML con EUV.

Otro problema fundamental es la disponibilidad de materiales adecuados. La litografía EUV requirió el desarrollo de fotorresistentes completamente nuevos, optimizados específicamente para la longitud de onda de 13,5 nanómetros. Empresas japonesas como JSR, Tokyo Ohka Kogyo, Shin-Etsu Chemical y Fujifilm controlan más del noventa por ciento del mercado de fotorresistentes EUV. Estos materiales se basan en compuestos metálicos con elementos como el estaño, el hafnio o el circonio, que presentan una mayor absorción en longitudes de onda EUV. Substrate no solo tendría que desarrollar sus propios fotorresistentes compatibles con rayos X, sino también establecer la producción en masa de estos materiales. Asimismo, las máscaras de alta precisión para rayos X y la óptica especializada deberían estar disponibles en grandes cantidades, una cadena de suministro que actualmente no existe.

Las implicaciones económicas: ¿Quién gana, quién pierde?

El impacto potencial de una tecnología de litografía de rayos X exitosa en la industria de semiconductores sería profundo y remodelaría toda la cadena de valor.

ASML se encuentra en el centro de esta posible disrupción. La compañía ha invertido más de cuarenta años en consolidar su liderazgo tecnológico. Tan solo el desarrollo de la litografía EUV ha consumido décadas y miles de millones de dólares. Un competidor en activo no solo debilitaría el poder de fijación de precios de ASML, sino que también podría llevarla a replantearse toda su estrategia de inversión. Actualmente, la compañía está invirtiendo fuertemente en sistemas EUV de alta apertura numérica (NA), que cuestan 380 millones de dólares por unidad y prometen resoluciones aún mayores. Si Substrate lograra resultados comparables o mejores a una décima parte del costo, supondría un desafío fundamental para la hoja de ruta de ASML en sistemas de alta NA. Los accionistas, que valoran a ASML en más de 300 mil millones de dólares, podrían reconsiderar drásticamente su estrategia.

Para TSMC, las implicaciones serían contradictorias. Por un lado, una tecnología de litografía más económica podría reducir los costos de capital para nuevas fábricas. Actualmente, TSMC invierte entre 38.000 y 42.000 millones de dólares anuales en gastos de capital, una parte significativa de los cuales se destina a sistemas EUV. Una máquina EUV de baja apertura numérica (NA) cuesta aproximadamente 235 millones de dólares, y TSMC necesita más cada año. Las alternativas más económicas podrían mejorar los márgenes. Por otro lado, Substrate no planea vender sus sistemas, sino operar sus propias fábricas. Esto convertiría a Substrate en un competidor directo de TSMC. La historia demuestra que los modelos de integración vertical rara vez tienen éxito en la industria de los semiconductores. La especialización entre empresas de diseño sin fábrica y fundiciones ha demostrado ser superior. Substrate no solo tendría que superar el desafío del desarrollo tecnológico, sino también el desafío completamente diferente de las operaciones de fundición, las relaciones con los clientes y la fabricación por contrato. Los cuarenta años de experiencia de TSMC en optimización de procesos, control de calidad y servicio al cliente representan una enorme ventaja competitiva que no se puede replicar fácilmente.

Para los diseñadores de chips sin fábrica propia como Nvidia, AMD, Qualcomm y Broadcom, una tecnología de sustrato exitosa podría abrir nuevas opciones. Actualmente, estas empresas dependen casi por completo de TSMC y, en menor medida, de Samsung. Tan solo Nvidia generó 124.400 millones de dólares en ingresos en 2024, principalmente gracias a sus procesadores de IA. Cualquier diversificación de sus capacidades de fabricación reduciría el riesgo en la cadena de suministro y podría fortalecer su posición negociadora con las fundiciones. Sin embargo, estas empresas no cambiarían a un proveedor sin experiencia hasta que este haya demostrado una calidad y un rendimiento constantes durante varios años. Cambiar el diseño de un chip entre diferentes fundiciones es complejo y costoso, ya que cada fabricante utiliza kits de diseño de procesos distintos.

Intel y Samsung, ambas dedicadas al diseño y fabricación de chips y que cada vez ofrecen más servicios de fundición, se encuentran en una situación difícil. Intel atraviesa dificultades con su división de fundición, que registró pérdidas de siete mil millones de dólares sobre unos ingresos de 18.900 millones de dólares en 2023. Se supone que la tecnología de proceso 18A de Intel ofrece ventajas competitivas, pero los retrasos y los problemas técnicos son notorios. Samsung se enfrenta a desafíos similares con problemas de rendimiento en nodos avanzados. Una nueva tecnología de litografía de menor coste podría, en teoría, ayudar a ambas, pero ambas compañías han realizado grandes inversiones en procesos basados ​​en EUV y no cambiarían a la ligera.

Los proveedores de la cadena de valor de los semiconductores también se verían afectados. Zeiss, el fabricante alemán de espejos de ultraprecisión para los sistemas de ASML; Trumpf, proveedor de láseres de alta potencia; y Applied Materials, KLA y Lam Research, que suministran otros equipos de fabricación, han invertido considerablemente en el desarrollo del ecosistema EUV. Una nueva tecnología requeriría nuevas cadenas de suministro. Los fabricantes japoneses de fotorresistentes tendrían que desarrollar materiales compatibles con rayos X o perder cuota de mercado.

La dimensión geopolítica: soberanía tecnológica y seguridad económica

La industria de los semiconductores está profundamente inmersa en tensiones geopolíticas, y el anuncio sobre el sustrato llega en un momento de importancia estratégica.

En los últimos años, Estados Unidos ha impuesto controles de exportación cada vez más restrictivos a China para limitar su acceso a tecnología avanzada de semiconductores. ASML tiene prohibido vender sus sistemas EUV más avanzados a China. Esta política busca limitar la capacidad de China para desarrollar aplicaciones de IA y militares. Al mismo tiempo, el gobierno estadounidense está invirtiendo fuertemente en la relocalización de la fabricación de semiconductores en Estados Unidos mediante la Ley CHIPS, que proporciona 39 000 millones de dólares en subvenciones directas y un crédito fiscal del 25 % para la inversión.

Substrate encaja a la perfección en esta agenda estratégica. Un sistema de litografía desarrollado y fabricado en EE. UU. reduciría la dependencia de la tecnología holandesa y taiwanesa. La participación de Peter Thiel no es casual. Thiel ha recalcado en repetidas ocasiones la necesidad de autonomía tecnológica estadounidense. In-Q-Tel, la rama de capital riesgo de la CIA, también invierte en Substrate, lo que subraya la dimensión de seguridad nacional.

Sin embargo, la historia de la litografía de rayos X demuestra que los líderes nacionales no siempre tienen éxito. Estados Unidos intentó recuperar el liderazgo en semiconductores durante las décadas de 1980 y 1990 mediante colaboraciones con SEMATECH, pero finalmente fracasó. ASML logró su avance no gracias a una política industrial nacional, sino a través de un desarrollo tecnológico paciente, una hábil integración de la cadena de suministro y alianzas estratégicas con sus clientes. La pregunta es si el apoyo gubernamental puede ser efectivo sin estos factores.

China, a su vez, responde a las restricciones occidentales a las exportaciones con inversiones masivas en tecnología de semiconductores nacional. La iniciativa «Made in China 2025» prioriza la autosuficiencia. Si el proyecto Substrate resulta exitoso, China buscará acceder a esta tecnología o desarrollar sus propias alternativas. SMIC, la mayor fundición de semiconductores de China, ha avanzado en los procesos de siete nanómetros sin litografía EUV, a pesar de las restricciones, aunque con menores rendimientos y mayores costos.

Europa se encuentra en una situación compleja. ASML es una empresa europea, pero el gobierno neerlandés está bajo presión de Estados Unidos para restringir las exportaciones. La Ley Europea de Chips promete 43.000 millones de euros en subvenciones para duplicar la cuota de mercado global de la fabricación europea de semiconductores, del 10% al 20%. Una alternativa de litografía dominada por Estados Unidos podría socavar aún más la autonomía estratégica de Europa.

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Los obstáculos tecnológicos: ¿Qué hay entre el laboratorio y la producción en masa?

El camino que va desde los impresionantes resultados de laboratorio hasta la producción comercial en masa es notoriamente difícil y está plagado de problemas imprevistos en la industria de los semiconductores.

El mayor desafío para el sustrato es la escalabilidad. La demostración de laboratorio presentada prueba que, en principio, se pueden producir estructuras en el rango de tamaño relevante. Sin embargo, la litografía comercial exige mucho más. Una máquina de ASML expone aproximadamente entre 130 y 170 obleas por hora. La precisión de superposición, es decir, la alineación precisa de múltiples capas, debe ser inferior a un nanómetro. La uniformidad en toda la oblea debe ser extremadamente alta. La densidad de defectos debe ser inferior a un defecto por centímetro cuadrado. Cumplir con todos estos requisitos simultáneamente, mientras el sistema funciona de forma estable durante meses, constituye un logro de ingeniería monumental.

La fuente del acelerador de partículas que utiliza Substrate debe operar con una estabilidad extraordinaria. Cualquier fluctuación en la intensidad o la posición del haz comprometería la calidad. ASML dedicó años a estabilizar su fuente de plasma láser de estaño para EUV. Esta fuente dispara 50 000 diminutas gotas de estaño por segundo hacia una cámara de vacío, donde son impactadas dos veces por un láser de CO₂ de 30 kilovatios para generar el plasma que emite luz EUV. La complejidad de esta solución fue el resultado de años de iteración. Substrate afirma tener una solución más compacta y rentable, pero sin años de pruebas de campo, esto sigue siendo una mera especulación.

La óptica para rayos X es fundamentalmente diferente a la de rayos EUV o DUV. Los rayos X no se pueden enfocar con lentes porque la mayoría de los materiales los absorben. En su lugar, se requieren espejos especiales de incidencia rasante. Estos espejos deben fabricarse con una precisión asombrosa. Zeiss produce espejos para ASML donde, a escala de Alemania, las mayores desviaciones de la forma ideal serían de tan solo una décima de milímetro. No está claro si existe o se puede desarrollar tal precisión para la óptica de rayos X.

Los materiales fotorresistentes para litografía de rayos X no están disponibles en cantidades comerciales. El desarrollo de nuevos sistemas de fotorresistentes suele tardar años y requiere una estrecha colaboración entre químicos, científicos de materiales e ingenieros de procesos. Los fotorresistentes deben ofrecer alta resolución y, al mismo tiempo, una resistencia al grabado suficiente para servir como máscara en las etapas de procesamiento posteriores. Deben presentar una baja rugosidad en los bordes y no deben provocar reacciones secundarias indeseadas. Los líderes del mercado japonés en este campo no trabajarían automáticamente para un nuevo competidor.

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El modelo de negocio: Integración vertical: Segen o maldición?

Substrate está adoptando una estrategia radical que se desmarca de la industria establecida. En lugar de vender sistemas de litografía a las fundiciones existentes, la empresa planea construir y operar sus propias plantas de fabricación de semiconductores.

Esta integración vertical contradice el modelo de negocio dominante de las últimas cuatro décadas. Desde que Morris Chang fundó TSMC en 1987 e instauró el modelo de fundición especializada, la industria se ha ido especializando cada vez más. Las empresas de diseño sin fábrica se centran en la arquitectura y el diseño de chips, las fundiciones en la fabricación y los proveedores de equipos como ASML en tecnologías específicas. Esta especialización permite que cada empresa se convierta en líder mundial en su campo.

Substrate argumenta que la integración vertical reduce los costos de coordinación y permite una innovación más rápida. Tesla y SpaceX se citan a menudo como ejemplos de integración vertical exitosa. Sin embargo, la industria de los semiconductores es diferente. La intensidad de capital es extrema. Una fábrica moderna cuesta entre quince y veinte mil millones de dólares. TSMC gasta más de cuarenta mil millones de dólares anuales en gastos de capital. Substrate ha recaudado cien millones de dólares hasta la fecha y está valorada en más de mil millones de dólares. Para ser competitiva, la empresa necesitaría invertir cien veces esa cantidad.

Además, operar una fundición requiere habilidades completamente distintas a las del desarrollo de tecnología litográfica. TSMC emplea a más de 70 000 personas, muchas de ellas ingenieros de procesos altamente especializados. La empresa cuenta con más de 40 años de experiencia en optimización de rendimiento, análisis de defectos y gestión de relaciones con los clientes. Cada nuevo nodo de proceso requiere miles de experimentos e iteraciones. La curva de aprendizaje es pronunciada y costosa.

La pregunta también es quiénes serían los clientes de Substrate. Grandes empresas sin fábrica propia como Nvidia, AMD y Qualcomm mantienen relaciones estrechas y de larga data con TSMC. Estas alianzas se basan en años de colaboración, kits de diseño de procesos desarrollados conjuntamente y confianza mutua. Una nueva fundición tendría que ofrecer ventajas excepcionales para romper estas relaciones. Unos costes más bajos no bastan cuando los riesgos relacionados con el rendimiento, la fiabilidad y los plazos de entrega son inciertos.

Intel lleva años intentando expandir su negocio de fundición y se enfrenta a grandes dificultades. Intel Foundry Services generó tan solo ocho millones de dólares en ingresos externos en el tercer trimestre de 2024. Las pérdidas son enormes. Esto demuestra lo difícil que resulta, incluso para un gigante consolidado de los semiconductores, penetrar en el mercado de la fundición. Substrate tendría que empezar de cero.

Horizonte temporal: 2028 y más allá

Substrate planea iniciar la producción en masa en 2028. Este es un cronograma excepcionalmente ambicioso. Pasar de la demostración de laboratorio actual a la producción comercial en aproximadamente tres años requeriría que todo saliera a la perfección.

A modo de comparación: ASML comenzó con los prototipos alfa iniciales para EUV en 2006, entregó su primer sistema de preproducción en 2010 y solo alcanzó la fabricación en alto volumen en 2019. Eso supone trece años desde la primera demostración hasta la producción en masa, y eso con una empresa ya establecida que tenía una amplia experiencia en litografía.

Substrate no solo tendría que lograr que su tecnología de litografía estuviera lista para la producción en tres años, sino también construir una planta de fabricación, establecer cadenas de suministro para todos los materiales y equipos necesarios, desarrollar y optimizar procesos, captar clientes y obtener los permisos necesarios. Incluso si la tecnología funcionara, este plazo es irreal.

Un plazo más realista sería de ocho a doce años hasta que se inicie una producción comercial significativa. Esto significaría que el impacto en la industria no se sentiría hasta mediados de la década de 2030 como muy pronto. Para entonces, ASML habrá consolidado sus sistemas EUV de alta apertura numérica, TSMC posiblemente estará trabajando en procesos de un nanómetro o inferiores, y toda la industria podría haber evolucionado en una dirección que vuelva obsoleto el enfoque de Substrate.

Escenarios futuros alternativos: ¿Qué podría suceder realmente?

El anuncio de Substrate plantea cuestiones importantes, pero los escenarios más probables van desde el fracaso total hasta éxitos parciales que influyen sutilmente en la industria pero que no la revolucionan.

El escenario pesimista es que Substrate no supere los obstáculos técnicos. La física de la litografía de rayos X podría resultar demasiado problemática, los efectos estocásticos podrían ser incontrolables o los costes de capital podrían ser excesivos. En ese caso, la empresa fracasaría o se vería relegada a un nicho de mercado para aplicaciones especializadas. Históricamente, la mayoría de los competidores que desafían las tecnologías establecidas han fracasado. Nikon y Canon intentaron competir con ASML en la carrera de la litografía EUV y finalmente desistieron.

Una solución intermedia sería que Substrate desarrollara la tecnología parcialmente funcional, pero no al costo prometido ni con la confiabilidad necesaria. La empresa podría entonces licenciar su tecnología a un actor consolidado del mercado. ASML podría estar interesada en evaluar la litografía de rayos X como una posible tecnología de próxima generación tras la litografía EUV de alta apertura numérica. Alternativamente, un importante fabricante de semiconductores como Intel o Samsung podría adquirir la tecnología para diferenciar sus propias capacidades de fabricación.

Un escenario optimista sería que Substrate desarrollara una solución de litografía funcional y más rentable, pero abandonara el negocio de la fundición y, en cambio, vendiera sistemas a fabricantes consolidados. Esto reduciría las barreras de entrada y podría fomentar una competencia más sana en el mercado de equipos de litografía. ASML se vería presionada a bajar los precios e innovar con mayor rapidez. Toda la industria podría beneficiarse.

El escenario transformador en el que Substrate domine la tecnología, gestione con éxito sus propias fábricas y se convierta en un competidor importante en el sector de la fundición parece el menos probable. Combinar la innovación tecnológica con la innovación en el modelo de negocio en una de las industrias más complejas y con mayor inversión de capital del mundo supone un reto extraordinario.

Implicaciones más amplias: la Ley de Moore, los límites de la miniaturización y vías alternativas.

El caso de Substrate también plantea interrogantes fundamentales sobre el futuro de la industria de los semiconductores. La Ley de Moore, que establece que el número de transistores en un chip se duplica aproximadamente cada dos años, ha marcado el ritmo de la industria desde la década de 1960. Sin embargo, cada vez son más las voces que predicen el fin de esta tendencia.

Las limitaciones físicas son cada vez más evidentes. Los transistores se acercan a dimensiones atómicas. En estructuras inferiores a tres nanómetros, se producen efectos cuánticos como el efecto túnel, donde los electrones atraviesan barreras de forma incontrolable. La generación de calor se vuelve problemática. Las corrientes de fuga de electrones aumentan. Algunos expertos sostienen que la Ley de Moore ya dejó de aplicarse en 2016, cuando Intel tardó cinco años en pasar de diez a siete nanómetros, en lugar de los dos años habituales.

Las limitaciones económicas son igualmente importantes. La Ley de Rock establece que el costo de construir una fábrica de semiconductores se duplica aproximadamente cada cuatro años. Una planta para tecnología de dos nanómetros cuesta veinte mil millones de dólares o más. El número de empresas que pueden permitirse tales inversiones está disminuyendo. Solo TSMC, Samsung e Intel siguen compitiendo por los nodos líderes. Todas las demás se han retirado y se están centrando en tecnologías más maduras y rentables.

En este contexto, la promesa de Substrate de reducir drásticamente los costes resulta especialmente atractiva. De tener éxito, podrían entrar más empresas en el sector líder de la fabricación de semiconductores, lo que estimularía la competencia. Sin embargo, incluso con una litografía más económica, el coste total de una planta de fabricación sigue siendo enorme, ya que la litografía representa solo alrededor del veinte por ciento del coste total del equipo.

Se están investigando intensamente enfoques alternativos para continuar con la Ley de Moore. Nuevas arquitecturas de transistores, como los FET con puerta envolvente (GAT), que Samsung y TSMC están introduciendo en procesos de tres nanómetros, mejoran el control del flujo de electrones. El apilamiento tridimensional de chips mediante tecnologías de empaquetado avanzadas, como CoWoS de TSMC, permite integrar más funcionalidades en volúmenes más reducidos. Nuevos materiales, como el nitruro de galio o los nanotubos de carbono, podrían complementar o reemplazar al silicio. Las arquitecturas de computación neuromórfica y las computadoras cuánticas prometen paradigmas computacionales fundamentalmente diferentes.

El autoensamblaje dirigido de copolímeros de bloque y la litografía de nanoimpresión son otras alternativas de litografía que se están explorando. Estas tecnologías podrían ofrecer ventajas para ciertas aplicaciones, pero hasta ahora no se han implementado en la producción en masa. La industria de semiconductores es conservadora en cuanto a los cambios de proceso debido a los altos riesgos.

Un desafío fascinante con un resultado incierto.

El anuncio de Substrate es sin duda emocionante y plantea importantes interrogantes sobre el futuro de la fabricación de semiconductores. El impacto potencial en los monopolios establecidos, las estructuras de poder geopolítico y los equilibrios económicos de esta industria crucial es considerable.

Sin embargo, es necesario un realismo sobrio. La historia de la industria de semiconductores está plagada de tecnologías prometedoras que fracasaron y anuncios que resultaron exagerados. La litografía de rayos X ya se promocionaba como el futuro en las décadas de 1980 y 1990, y fracasó. Los desafíos técnicos, económicos y organizativos que Substrate debe superar son enormes.

ASML y TSMC no alcanzaron su posición dominante por casualidad, sino a través de décadas de trabajo constante, inversiones cuantiosas, alianzas estratégicas y excelencia técnica. Estas empresas no se quedarán de brazos cruzados viendo cómo un nuevo competidor invade sus mercados. Acelerarán su propia innovación, ajustarán los precios y tratarán de retener a los clientes potenciales.

Para los inversores de Substrate, entre ellos Peter Thiel e In-Q-Tel, se trata de una inversión de alto riesgo con un potencial de ganancias enormes, pero también con la posibilidad muy real de una pérdida total. Para la industria de semiconductores en su conjunto, este desarrollo envía una señal positiva de que la innovación aún no ha terminado y que se están explorando nuevos enfoques. Incluso si Substrate fracasa, las lecciones aprendidas podrían servir de base para futuros proyectos.

Los próximos años demostrarán si Substrate puede revolucionar realmente la industria de los semiconductores o si se trata simplemente de un episodio más en la larga lucha por superar los límites de la miniaturización. Las dimensiones económicas, tecnológicas y geopolíticas de esta historia la convierten en un fascinante caso de estudio sobre innovación, disrupción y los límites de lo posible en una de las industrias más complejas de la economía moderna.

Guerra de chips 2.0: ¿Por qué EE. UU., China y Europa se enfrentan a riesgos muy diferentes?

La amenaza no se limita en absoluto a Europa, sino que afecta a toda la industria mundial de semiconductores. Sin embargo, la naturaleza de la amenaza es fundamentalmente diferente para Estados Unidos y China que para Europa.

1. La amenaza para Europa (especialmente ASML)

Para Europa, la amenaza es directa y existencial.

ASML en la mira: Substrate apunta al corazón mismo de la joya tecnológica europea, ASML. Si la litografía de rayos X resulta exitosa, rompería el monopolio de décadas de ASML sobre los sistemas de litografía de vanguardia.

Daños económicos: Un competidor exitoso socavaría el inmenso poder de fijación de precios y los altos márgenes de ASML. Las inversiones en la próxima generación (EUV de alta apertura numérica), que cuestan cientos de millones por máquina, podrían resultar una mala inversión.

Debilitamiento del ecosistema: La amenaza se extiende a toda la cadena de suministro europea construida en torno a ASML, en particular a empresas alemanas de alta tecnología como Zeiss (óptica) y Trumpf (láseres).

Pérdida geopolítica: Europa está perdiendo su principal palanca geopolítica. El control sobre ASML otorga a la UE (y a los Países Bajos) una posición de poder única en los conflictos tecnológicos globales, una posición ya limitada por la presión estadounidense. Una alternativa estadounidense eliminaría casi por completo esta posición.

2. La amenaza a la competencia en los EE. UU.

Para Estados Unidos, es un arma de doble filo: una oportunidad estratégica para la nación, pero una amenaza disruptiva para los actores estadounidenses establecidos.

Amenaza para Intel y Samsung: Empresas como Intel y Samsung, que invierten fuertemente en EE. UU. (con el respaldo de la Ley CHIPS), han basado sus estrategias futuras en la tecnología EUV de ASML. Han invertido miles de millones en fábricas que utilizan esta tecnología. Una nueva tecnología incompatible de Substrate devaluaría estas inversiones y las obligaría a replantear por completo sus planes estratégicos.

Un nuevo competidor está surgiendo en el mercado nacional: Substrate planea no solo vender máquinas, sino también operar su propia fundición. Esto lo convertiría en un competidor directo de las ambiciones de Intel en el sector de la fundición y de las fábricas estadounidenses de Samsung. Un nuevo actor, potencialmente con costos más bajos, aumentaría significativamente la presión competitiva en el mercado nacional.

Ventaja para las empresas sin fábrica propia: Para los diseñadores de chips como Nvidia, AMD o Qualcomm, este desarrollo representa principalmente una oportunidad. Actualmente dependen de TSMC. Un nuevo proveedor de fundición con sede en EE. UU. fortalecería su posición negociadora y reduciría los riesgos de la cadena de suministro. Su "amenaza" sería solo indirecta si Substrate fracasa y paraliza valioso capital de inversión que podría haberse utilizado en otros fines.

En resumen para EE. UU.: No es una amenaza para la seguridad nacional ni para la economía (todo lo contrario), sino una amenaza disruptiva para el equilibrio y los modelos de negocio existentes de los fabricantes de semiconductores estadounidenses establecidos.

3. La amenaza a China

Para China, la amenaza es puramente geopolítica y estratégica, y potencialmente incluso mayor que la que plantea ASML.

Intensificación del bloqueo tecnológico: Estados Unidos ya impide que ASML suministre sus sistemas EUV más avanzados a China. Si una empresa estadounidense con participación de la CIA desarrolla ahora tecnología litográfica de vanguardia directamente, los controles a la exportación se volverán aún más estrictos e impenetrables. El monopolio tecnológico estadounidense se consolidaría.

La brecha se está ampliando: China tiene dificultades para alcanzar a los nodos más avanzados (como el proceso de 7 nm de SMIC) utilizando la antigua tecnología DUV. Una nueva tecnología occidental, mucho más barata y potente, retrasaría los esfuerzos de China varios años y ampliaría drásticamente la brecha tecnológica.

Mayor presión para la autosuficiencia: Este avance es la prueba definitiva para China de que jamás podrá depender de la tecnología occidental. Incrementaría enormemente la presión sobre el gobierno chino para que invierta aún más recursos en el desarrollo de su propia tecnología de litografía nacional, una empresa sumamente costosa y prolongada.

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