La Guerra del Chip: la amenaza oculta para la seguridad mundial

El destructor USS Mustin se deslizó hacia el extremo norte del Estrecho de Taiwán el 18 de agosto de 2020, con su cañón de cinco pulgadas apuntando hacia el sur cuando comenzó una misión en solitario para navegar a través del Estrecho y reafirmar que estas aguas internacionales no estaban controladas por China, al menos no todavía. [...] En la cubierta, noventa y seis células de lanzamiento estaban listas, cada una de ellas capaz de disparar misiles que podrían impactar con precisión en aviones, barcos o submarinos a docenas o incluso cientos de millas de distancia. 

Mientras el USS Mustin navegaba por el Estrecho, repleto de armamento computarizado, el Ejército Popular de Liberación chino anunció una serie de ejercicios de represalia con fuego real alrededor de Taiwán [...]. Pero en este día en particular, los líderes de China se preocuparon menos por la Marina de los EE. UU. y más por una oscura regulación del Departamento de Comercio de los EE. UU. llamada Lista de Entidades, que limita la transferencia de tecnología estadounidense al extranjero. Anteriormente, la Lista de entidades se había utilizado principalmente para evitar la venta de sistemas militares, como piezas de misiles o materiales nucleares. Ahora, sin embargo, el gobierno de los EE. UU. estaba endureciendo drásticamente las reglas que regían los chips de computadora, que se habían vuelto omnipresentes tanto en los sistemas militares como en los bienes de consumo.

El objetivo era Huawei, el gigante tecnológico de China, que vende teléfonos inteligentes, equipos de telecomunicaciones, servicios de computación en la nube y otras tecnologías avanzadas. Estados Unidos temía que los productos de Huawei ahora tuvieran un precio tan atractivo, en parte debido a los subsidios del gobierno chino, que pronto formarían la columna vertebral de las redes de telecomunicaciones de próxima generación. El dominio estadounidense de la infraestructura tecnológica mundial se vería socavado. La influencia geopolítica de China crecería. Para contrarrestar esta amenaza, EE. UU. prohibió a Huawei comprar chips de computadora avanzados fabricados con tecnología estadounidense.

Pronto, la expansión global de la compañía se detuvo. Líneas enteras de productos se volvieron imposibles de producir. Los ingresos se desplomaron. Un gigante corporativo se enfrentó a la asfixia tecnológica. Huawei descubrió que, como todas las demás empresas chinas, dependía fatalmente de los extranjeros para fabricar los chips de los que depende toda la electrónica moderna.

Estados Unidos todavía tiene un dominio absoluto sobre los chips de silicio que le dieron su nombre a Silicon Valley, aunque su posición se ha debilitado peligrosamente. China ahora gasta más dinero cada año importando chips de lo que gasta en petróleo. Estos semiconductores se conectan a todo tipo de dispositivos, desde teléfonos inteligentes hasta refrigeradores, que China consume en casa o exporta a todo el mundo. Los estrategas de sillón teorizan sobre el "dilema de Malaca" de China, una referencia al principal canal de navegación entre los océanos Pacífico e Índico, y la capacidad del país para acceder a los suministros de petróleo y otros productos básicos en medio de una crisis. Pekín, sin embargo, está más preocupada por un bloqueo medido en bytes que en barriles. China está dedicando sus mejores mentes y miles de millones de dólares al desarrollo de su propia tecnología de semiconductores en un intento por liberarse del estrangulador de chips de Estados Unidos.

Si Beijing tiene éxito, reconstruirá la economía global y restablecerá el equilibrio del poder militar. La Segunda Guerra Mundial se decidió por el acero y el aluminio, y poco después siguió la Guerra Fría, que se definió por las armas atómicas. La rivalidad entre Estados Unidos y China bien puede estar determinada por el poder de cómputo. Los estrategas en Beijing y Washington ahora se dan cuenta de que toda la tecnología avanzada, desde el aprendizaje automático hasta los sistemas de misiles, desde los vehículos automatizados hasta los drones armados, requiere chips de última generación, conocidos más formalmente como semiconductores o circuitos integrados. Un pequeño número de empresas controlan su producción.

Raramente pensamos en los chips, sin embargo, han creado el mundo moderno. El destino de las naciones ha girado en torno a su capacidad para aprovechar el poder de la computación. La globalización tal como la conocemos no existiría sin el comercio de semiconductores y los productos electrónicos que hacen posible. La primacía militar de Estados Unidos se deriva en gran medida de su capacidad para aplicar chips a usos militares. El tremendo ascenso de Asia durante el último medio siglo se ha construido sobre una base de silicio a medida que sus economías en crecimiento se han especializado en la fabricación de chips y el ensamblaje de computadoras y teléfonos inteligentes que estos circuitos integrados hacen posibles.

[...] Alrededor de una cuarta parte de los ingresos de la industria de chips proviene de los teléfonos; gran parte del precio de un teléfono nuevo se paga por los semiconductores del interior. Durante la última década, cada generación de iPhone ha sido impulsada por uno de los chips de procesador más avanzados del mundo. En total, se necesitan más de una docena de semiconductores para que un teléfono inteligente funcione, con diferentes chips que administran la batería, Bluetooth, Wi-Fi, conexiones de red celular, audio, cámara y más.

Apple no fabrica ninguno de estos chips. Compra la mayoría de los productos listos para usar: chips de memoria de Kioxia de Japón, chips de radiofrecuencia de Skyworks de California, chips de audio de Cirrus Logic, con sede en Austin, Texas. Apple diseña internamente los procesadores ultracomplejos que ejecutan el sistema operativo de un iPhone. Pero el coloso de Cupertino, California, no puede fabricar estos chips. Tampoco puede hacerlo ninguna empresa de Estados Unidos, Europa, Japón o China. Hoy en día, los procesadores más avanzados de Apple, que posiblemente son los semiconductores más avanzados del mundo, solo pueden ser producidos por una sola empresa en un solo edificio, la fábrica más cara en la historia humana, que en la mañana del 18 de agosto de 2020, era solo un un par de docenas de millas a estribor del USS Mustin.

[...] Hoy en día, ninguna empresa fabrica chips con más precisión que Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, mejor conocida como TSMC. En 2020, mientras el mundo se tambaleaba entre bloqueos impulsados ​​por un virus cuyo diámetro medía alrededor de cien nanómetros (mil millonésimas de metro), la instalación más avanzada de TSMC, Fab 18, estaba tallando laberintos microscópicos de pequeños transistores, grabando formas más pequeñas que la mitad del tamaño de un coronavirus, una centésima parte del tamaño de una mitocondria. TSMC replicó este proceso a una escala nunca antes vista en la historia humana. Apple vendió más de 100 millones de iPhone 12, cada uno con un chip de procesador A14 con 11.800 millones de pequeños transistores tallados en su silicio. En cuestión de meses, en otras palabras, por solo uno de la docena de chips en un iPhone, Fab 18 de TSMC fabricó más de 1 quintillón de transistores, es decir, un número con dieciocho ceros detrás. El año pasado, la industria de los chips produjo más transistores que la cantidad combinada de todos los bienes producidos por todas las demás empresas, en todas las demás industrias, en toda la historia humana. Nada más se acerca.

[...] Cuando pensamos en Silicon Valley hoy en día, nuestras mentes evocan las redes sociales y las empresas de software en lugar del material que dio nombre al valle. Sin embargo, el internet, la nube, las redes sociales y todo el mundo digital solo existen porque los ingenieros han aprendido a controlar el movimiento más diminuto de los electrones mientras corren a través de losas de silicio. La "gran tecnología" no existiría si el costo de procesar y recordar los 1 y los 0 no se hubiera multiplicado por mil millones en el último medio siglo.

[...] La cadena de suministro de semiconductores actual requiere componentes de muchas ciudades y países, pero casi todos los chips fabricados aún tienen una conexión con Silicon Valley o se producen con herramientas diseñadas y fabricadas en California. La vasta reserva de experiencia científica de Estados Unidos, nutrida por la financiación de la investigación del gobierno y fortalecida por la capacidad de captar a los mejores científicos de otros países, ha proporcionado el conocimiento central que impulsa los avances tecnológicos. La red de empresas de capital de riesgo del país y sus mercados de valores han proporcionado el capital inicial que las nuevas empresas necesitan para crecer, y han expulsado sin piedad a las empresas en quiebra. Mientras tanto, el mercado de consumo más grande del mundo en los EE. UU. ha impulsado el crecimiento que ha financiado décadas de investigación y desarrollo en nuevos tipos de chips.

[...] Mientras el USS Mustin navegaba hacia el sur en agosto de 2020, el mundo apenas comenzaba a considerar nuestra dependencia de los semiconductores y nuestra dependencia de Taiwán, que fabrica los chips que producen un tercio de la nueva potencia informática que usamos cada año. TSMC de Taiwán construye casi todos los chips de procesador más avanzados del mundo. Cuando COVID se estrelló contra el mundo en 2020, también interrumpió la industria de chips. Algunas fábricas fueron cerradas temporalmente. Las compras de chips para autos se desplomaron. La demanda de chips para PC y centros de datos se disparó más, ya que gran parte del mundo se preparó para trabajar desde casa. Luego, durante 2021, una serie de accidentes: un incendio en una instalación japonesa de semiconductores; tormentas de hielo en Texas, un centro de fabricación de chips de EE. UU.; y una nueva ronda de bloqueos de COVID en Malasia, donde se ensamblan y prueban muchos chips, intensificaron estas interrupciones. De repente, muchas industrias alejadas de Silicon Valley se enfrentaron a una debilitante escasez de chips.Los grandes fabricantes de automóviles, desde Toyota hasta General Motors, tuvieron que cerrar fábricas durante semanas porque no podían adquirir los semiconductores que necesitaban. La escasez de incluso los chips más simples provocó el cierre de fábricas en el otro lado del mundo. Parecía una imagen perfecta de la globalización que salió mal.

Los líderes políticos de EE. UU., Europa y Japón no habían pensado mucho en los semiconductores durante décadas. Al igual que el resto de nosotros, pensaban que "tecnología" significaba motores de búsqueda o redes sociales, no obleas de silicio. Cuando Joe Biden y Angela Merkel preguntaron por qué se cerraron las fábricas de automóviles de su país, la respuesta quedó envuelta detrás de cadenas de suministro de semiconductores de una complejidad desconcertante. Un chip típico podría diseñarse con planos de la empresa Arm, de propiedad japonesa y con sede en el Reino Unido, por un equipo de ingenieros en California e Israel, utilizando un software de diseño de los Estados Unidos. Cuando se completa un diseño, se envía a una instalación en Taiwán, que compra obleas de silicio ultrapuro y gases especializados de Japón. El diseño está tallado en silicio utilizando algunas de las máquinas más precisas del mundo, que pueden grabar, depositar y medir capas de materiales de unos pocos átomos de espesor. Estas herramientas son producidas principalmente por cinco empresas, una holandesa, una japonesa y tres californianas, sin las cuales los chips avanzados son básicamente imposibles de fabricar. Luego, el chip se empaqueta y se prueba, a menudo en el sudeste asiático, antes de enviarlo a China para ensamblarlo en un teléfono o una computadora.

Si se interrumpe cualquiera de los pasos en el proceso de producción de semiconductores, el suministro mundial de nueva potencia informática está en peligro. En la era de la IA, a menudo se dice que los datos son el nuevo petróleo. Sin embargo, la limitación real a la que nos enfrentamos no es la disponibilidad de datos sino la capacidad de procesamiento. Hay un número finito de semiconductores que pueden almacenar y procesar datos. Producirlos es alucinantemente complejo y terriblemente costoso. A diferencia del petróleo, que se puede comprar en muchos países, nuestra producción de poder de cómputo depende fundamentalmente de una serie de cuellos de botella: herramientas, productos químicos y software que a menudo son producidos por un puñado de empresas y, a veces, solo por una. Ninguna otra faceta de la economía depende tanto de tan pocas empresas. Los chips de Taiwán proporcionan el 37 por ciento de la nueva potencia informática del mundo cada año. Dos empresas coreanas producen el 44 por ciento de los chips de memoria del mundo. La empresa holandesa ASML construye el 100 por ciento de las máquinas de litografía ultravioleta extrema del mundo, sin las cuales los chips de última generación son simplemente imposibles de fabricar. La participación del 40 por ciento de la OPEP en la producción mundial de petróleo parece poco impresionante en comparación.

La red mundial de empresas que produce anualmente un billón de chips a escala nanométrica es un triunfo de la eficiencia. También es una vulnerabilidad asombrosa. Las interrupciones de la pandemia brindan solo un vistazo de lo que un solo terremoto bien ubicado podría hacer a la economía global. Taiwán se asienta sobre una línea de falla que en 1999 produjo un terremoto de 7,3 en la escala de Richter. Afortunadamente, esto solo desconectó la producción de chips durante un par de días. Pero es solo cuestión de tiempo antes de que un terremoto más fuerte golpee a Taiwán. Un terremoto devastador también podría golpear a Japón, un país propenso a los terremotos que produce el 17 por ciento de los chips del mundo, o Silicon Valley, que hoy produce pocos chips pero construye maquinaria crucial para la fabricación de chips en instalaciones ubicadas sobre la falla de San Andrés.

Sin embargo, el cambio sísmico que más pone en peligro el suministro de semiconductores en la actualidad no es el choque de placas tectónicas, sino el choque de grandes potencias. Mientras China y Estados Unidos luchan por la supremacía, tanto Washington como Pekín están obsesionados con controlar el futuro de la informática y, en un grado aterrador, ese futuro depende de una pequeña isla que Pekín considera una provincia renegada y Estados Unidos se ha comprometido a defender. por la fuerza.

Las interconexiones entre las industrias de chips en EE. UU., China y Taiwán son vertiginosamente complejas. No hay mejor ilustración de esto que la persona que fundó TSMC, una empresa que hasta 2020 contaba con la estadounidense Apple y la china Huawei como sus dos principales clientes. Morris Chang nació en China continental; creció en la época de la Segunda Guerra Mundial en Hong Kong; fue educado en Harvard, MIT y Stanford; ayudó a construir la industria de chips inicial de Estados Unidos mientras trabajaba para Texas Instruments en Dallas; tenía una autorización de seguridad ultrasecreta de los EE. UU. para desarrollar productos electrónicos para el ejército estadounidense; e hizo de Taiwán el epicentro de la fabricación mundial de semiconductores. Algunos estrategas de política exterior en Beijing y Washington sueñan con desvincular los sectores tecnológicos de los dos países, pero la red internacional ultraeficiente de diseñadores de chips, proveedores de productos químicos y fabricantes de máquinas-herramienta que personas como Chang ayudaron a construir no se puede deshacer fácilmente.

A menos, por supuesto, que algo explote. Beijing se ha negado deliberadamente a descartar la posibilidad de que pueda invadir Taiwán para “reunificarlo” con el continente. Pero no se necesitaría nada tan dramático como un asalto anfibio. [...] Incluso un bloqueo parcial por parte de las fuerzas chinas provocaría perturbaciones devastadoras. Un solo ataque con misil en la instalación de fabricación de chips más avanzada de TSMC podría fácilmente causar daños por cientos de miles de millones de dólares una vez que se sumen los retrasos en la producción de teléfonos, centros de datos, automóviles, redes de telecomunicaciones y otras tecnologías.

Mantener a la economía global como rehén de una de las disputas políticas más peligrosas del mundo podría parecer un error de proporciones históricas. Sin embargo, la concentración de la fabricación avanzada de chips en Taiwán, Corea del Sur y otras partes del este de Asia no es un accidente. Una serie de decisiones deliberadas de funcionarios gubernamentales y ejecutivos corporativos crearon las extensas cadenas de suministro en las que confiamos hoy. La gran cantidad de mano de obra barata de Asia atrajo a los fabricantes de chips que buscaban trabajadores de fábrica de bajo costo. Los gobiernos y corporaciones de la región utilizaron instalaciones de ensamblaje de chips extraterritoriales para aprender y eventualmente domesticar tecnologías más avanzadas. Los estrategas de la política exterior de Washington adoptaron las complejas cadenas de suministro de semiconductores como una herramienta para vincular a Asia con un mundo liderado por Estados Unidos. La demanda inexorable del capitalismo por la eficiencia económica impulsó un impulso constante por la reducción de costos y la consolidación corporativa. El ritmo constante de la innovación tecnológica que suscribió la Ley de Moore requería materiales, maquinaria y procesos cada vez más complejos que solo podían suministrarse o financiarse a través de los mercados globales. Y nuestra gigantesca demanda de poder de cómputo sigue creciendo.

Basándose en investigaciones en archivos históricos en tres continentes, desde Taipei hasta Moscú, y más de cien entrevistas con científicos, ingenieros, directores ejecutivos y funcionarios gubernamentales, el libro Chip War sostiene que los semiconductores han definido el mundo en el que vivimos, determinando la forma de la política internacional, la estructura de la economía mundial y el equilibrio del poder militar.

Extracto del prólogo de Chip War: The Quest to Dominate de World's Most Critical Technology, de Chris Miller