El desarrollo de la inteligencia artificial se ve a menudo a través del prisma de las nuevas aplicaciones y desarrollos de software, como ChatGPT. Pero éstos no son independientes del hardware. ¿Qué impacto está teniendo el desarrollo de aplicaciones de la IA en la industria de semiconductores actual?
FABRIZIO DEL MAFFEO
Esta revolución representa una tremenda oportunidad para las nuevas empresas, así como para los actores establecidos que no han podido imponerse en el mercado de los procesadores. La IA está en todas partes. Está funcionando en mi ordenador mientras escribo esta respuesta, está comprobando mis errores tipográficos, está funcionando en mi teléfono, está funcionando en mi coche para la seguridad y la navegación, está funcionando en mi casa en mi sistema de vigilancia, está detrás de cada motor de búsqueda en Internet. Las aplicaciones de IA generativa y las redes neuronales como DALL-E y ChatGPT están cambiando por completo el mercado de los servicios. Todas estas nuevas aplicaciones de la IA necesitan una arquitectura informática específica para funcionar con rapidez y eficacia.
Por lo tanto, la IA está perturbando la industria de los semiconductores al dar la oportunidad de surgir a nuevos actores, nuevas empresas de semiconductores sin fábrica (fabless).
Todas estas nuevas aplicaciones de la IA necesitan una arquitectura informática específica para funcionar con rapidez y eficacia.
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Esto se debe a que la arquitectura fundamental de los ordenadores actuales –los procesadores (CPU)– no cumple los requisitos de las cargas de trabajo de la inteligencia artificial. El área más prometedora de la IA es el aprendizaje profundo. En el aprendizaje profundo, intentamos imitar el funcionamiento de nuestro cerebro creando redes neuronales artificiales. Desde un punto de vista matemático, entre el 60 y el 80% de los cálculos necesarios para el aprendizaje profundo son multiplicaciones de matrices y vectores, lo que representa miles de millones de multiplicaciones. Los ordenadores actuales no están optimizados para realizar estos cálculos. La IA requiere nuevas arquitecturas informáticas diseñadas en torno a esta necesidad, optimizadas para ejecutar estos nuevos algoritmos. Las unidades de procesamiento gráfico (GPU), antaño diseñadas para juegos y procesamiento de gráficos avanzados, son muy buenas en estas tareas, razón por la cual empresas como Nvidia han tomado la delantera en el sector de los semiconductores, por delante de empresas tradicionales de CPU como Intel.
¿Qué pretende conseguir su empresa, Axelera AI, en este mercado de semiconductores de la IA?
En Axelera AI pretendemos revolucionar el campo de la inteligencia artificial desarrollando una plataforma de hardware y software de vanguardia para acelerar las aplicaciones de IA en terminales (cámaras, etc.). El objetivo no es facilitar la fase de aprendizaje, sino mejorar la eficacia de las aplicaciones una vez desplegadas. Nuestra plataforma, construida sobre una tecnología propia de computación en memoria y arquitectura RISC-V1, ofrece un rendimiento y una funcionalidad inigualables a una fracción del coste y el consumo energético de las soluciones actuales. Inicialmente nos centramos en aplicaciones de visión artificial, con vistas a ampliarlas en el futuro al procesamiento del lenguaje natural y la inteligencia artificial generativa. Ya hemos completado el diseño de dos chips y recientemente hemos lanzado nuestra plataforma en la nube Metis AI, que incluye placas de aceleración de IA, sistemas de visión de IA y una pila de software fácil de usar. Con más de 100 empresas solicitando nuestro producto, creemos que estamos a punto de cambiar las reglas del juego.
Para nosotros, no se trata de facilitar la fase de aprendizaje, sino de mejorar la eficiencia de las aplicaciones una vez desplegadas.
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¿Cree que la transformación del mercado de los semiconductores provocada por el desarrollo de la inteligencia artificial ofrece oportunidades para Europa?
Creo que las grandes empresas europeas de semiconductores están subestimando el impacto de la IA, lo que plantea riesgos importantes para todo el panorama industrial europeo. Por ejemplo, tenemos que darnos cuenta de que los coches, cuya producción ha requerido durante mucho tiempo conocimientos mecánicos y de motores de combustión, se están convirtiendo ahora en grandes baterías sobre ruedas con un ordenador y de 2 a 4 motores eléctricos bastante sencillos. Se trata de una grave perturbación si recordamos que Europa no es fuerte ni en tecnologías de la información ni en tecnología de baterías, aunque se están realizando grandes inversiones y estamos viendo avances significativos en el sector. Por ello, los fabricantes de automóviles y muchas otras empresas industriales del ámbito de la automatización y la robótica invierten cada vez más en IA, pero lamentablemente con una fuerte orientación hacia Estados Unidos, ya que las empresas europeas de semiconductores no ofrecen una alternativa. Muchos fabricantes de automóviles tienen ahora acuerdos de colaboración con Nvidia, Intel y Mobileye, por citar sólo algunos. Afortunadamente, más recientemente, nuevas empresas europeas están intentando innovar y sacudir el mercado de los semiconductores. Si los inversores, las instituciones y las empresas europeas les apoyan en sus primeros pasos, estoy convencido de que Europa desempeñará un papel importante en los semiconductores y la IA.
Desde el punto de vista de la investigación, Europa está muy bien posicionada, pero podríamos beneficiarnos de un poco más de espíritu emprendedor, una actitud más arriesgada y más inversión. Si Europa comprende la importancia de la IA, su impacto en todos los sectores y decide asignar más recursos, la industria europea podría florecer. Tenemos que tener en cuenta que Europa sigue estando a la vanguardia de muchos sectores que se verán alterados en el futuro por la IA, como la automoción, la automatización, la defensa, la medicina, la química, etc. Necesitamos tener sentido de la urgencia y también difundir conocimientos en todas las industrias sobre el impacto de la IA.
Las grandes empresas europeas de semiconductores están subestimando el impacto de la IA, lo que plantea riesgos importantes para todo el panorama industrial europeo.
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¿Existen en Europa los recursos necesarios para permitir el desarrollo de start-ups en inteligencia artificial y semiconductores?
En términos de recursos humanos, Europa está bien dotada. El continente tiene algunas buenas universidades, las dos mejores en diseño informático probablemente sean la ETH de Zúrich y la de Cambridge. No están en la Unión Europea, pero al menos están en Europa. Así que Europa es la segunda, después de China, en número de trabajos de investigación sobre la IA. Pero muchos de los mejores expertos europeos acaban trabajando para empresas chinas o estadounidenses, que ofrecen mejores sueldos y empleos más estimulantes. Los mejores investigadores e ingenieros suelen querer trabajar en tecnologías punteras, y muy pocas empresas europeas pueden ofrecerles esta oportunidad hoy en día. Afortunadamente, Axelera AI puede ofrecer la oportunidad de trabajar en tecnologías punteras y revolucionarias aplicables a la inteligencia artificial y a otros campos. Pero siempre es difícil convencer a un gran talento para que abandone una gran y sólida empresa estadounidense por una creada hace 18 meses.
Volviendo ahora a la cuestión de la financiación, el problema de Europa es que no es un solo país, sino más de 20, con culturas, lenguas, sistemas y fiscalidad diferentes. Hay demasiada fragmentación, y esto también se refleja en el mercado de capitales, donde hay una ausencia casi total de grandes inversores que puedan apoyar grandes inversiones, mientras que hay miles de microinversores y business angels que pueden ayudar a lanzar empresas. Los semiconductores son un sector muy intensivo en capital, incluso para las empresas sin fábrica. El desarrollo y producción de un sistema en un chip con tecnología de 12nm puede costar entre 30 y 100 millones de euros, dependiendo de las especificaciones. El coste de desarrollo de un sistema-en-un-chip de 3nm puede rondar los cientos de millones. La Unión Europea debería obligar a los fondos de pensiones y a los bancos a destinar –digamos un 0,5%– a capital riesgo. Esto reposicionaría completamente a Europa y ayudaría a crear un ecosistema sólido, no sólo en el campo de los semiconductores, sino en todo el sector de las innovaciones disruptivas y la innovación.
La Unión Europea debería obligar a los fondos de pensiones y a los bancos a destinar –digamos un 0,5%– a capital riesgo.
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Volviendo ahora a la industria de los semiconductores en sentido amplio, ¿cómo describiría la situación en Europa?
En las dos últimas décadas, Europa ha perdido su posición de fuerza en la industria mundial de semiconductores, tanto en diseño como en fabricación. Esto es especialmente cierto en el caso de las últimas generaciones de chips, que requieren el grabado más fino. Hoy en día, hay muy pocas empresas que diseñen en nodos tecnológicos de vanguardia, como el de 3-5 nm. La mayoría de las empresas europeas subcontratan el diseño de chips para estos nodos, sobre todo a la India. Estas actividades dependen a su vez de herramientas de diseño asistido por ordenador, cuyos proveedores son todos estadounidenses. La producción se concentra en Taiwán, Corea del Sur y Estados Unidos, que son los únicos países con capacidad de producción para los nodos de fabricación avanzados.
Irónicamente, todas estas empresas de fabricación utilizan tecnologías creadas por centros de investigación europeos y empresas como IMEC y ASML. Una prueba de que Europa sigue teniendo competencias punteras.
¿Qué cree que explica este deterioro de la situación?
Creo que Europa empezó a perder su posición en el mercado de los semiconductores cuando empezó a perder el mercado de la electrónica de consumo. Hay una clara correlación entre ambas tendencias: cuando Europa decidió centrarse más en los sectores B2B –o mejor dicho, cuando Europa se dio cuenta de que era difícil competir en el mercado de consumo con las nuevas economías emergentes asiáticas que tenían la ventaja de la mano de obra barata– redujo la inversión en semiconductores, tanto en diseño como en producción. Hoy podemos ver que los países del mundo que son fuertes en electrónica de consumo también tienen fuertes cadenas de suministro de fabricación.
Europa empezó a perder su posición en el mercado de los semiconductores cuando empezó a perder el mercado de la electrónica de consumo.
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Para volver a la senda del crecimiento, Europa necesita aprovechar sus competencias y su ecosistema industrial. Europa domina las industrias de la automoción y la automatización, y ocupa posiciones de liderazgo en defensa, robótica, medicina, química, biotecnología y energía, sectores todos ellos que podrían verse perturbados por la llegada de nuevas tecnologías como la inteligencia artificial. Considero que es una oportunidad para que Europa recupere una posición fuerte en semiconductores, porque la inteligencia artificial necesita nuevos paradigmas informáticos como la computación neuromórfica, la fotónica y la cuántica, y Europa tiene una posición muy fuerte en estas áreas de investigación. Además, el diseño y la fabricación de nuevas soluciones avanzadas de semiconductores requiere ahora empleados altamente cualificados y la diferencia de costes laborales entre Europa y Asia se ha reducido considerablemente –con un incentivo local, Europa puede ser aún más conveniente– y, en comparación con Estados Unidos, Europa tiene una ventaja significativa en costes de la mano de obra.
¿Cree que la Ley Europea del Chip tendrá un impacto positivo en la industria europea de semiconductores?
La ley europea del Chip es un buen paso hacia una nueva soberanía europea en el campo de los semiconductores. Los semiconductores –junto con los datos– son el nuevo petróleo y Europa debe desempeñar un papel importante en ello para el futuro bienestar de sus ciudadanos. Sigo pensando que la ley sobre chips está demasiado centrada en apoyar la fabricación local de semiconductores y no apoya lo suficiente la I+D y el diseño de nuevas tecnologías. Lo paradójico es que, aunque tengamos un FAB de 3nm en Europa dentro de 4 años, no tendremos ninguna empresa diseñando productos en este nodo. Es sumamente importante alinear la I+D con la producción, y la demanda del mercado con la oferta: si tenemos que construir una fábrica y queremos que funcione a pleno rendimiento, probablemente debamos construirla sobre tecnologías maduras como 22nm/16nm/12nm, que utilizan y utilizarán en los próximos años las mayores empresas europeas de semiconductores.
La diferencia de costes laborales entre Europa y Asia se ha reducido considerablemente –con un incentivo local, Europa puede ser aún más conveniente– y, en comparación con Estados Unidos, Europa tiene una ventaja significativa en costes de la mano de obra.
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Por último, de una factura de unos 43.000 millones de euros, sólo se asignan unos cientos de millones a las PYME sin fábrica en el campo de los semiconductores: necesitamos asignar mucho más, al menos unos cuantos miles de millones, para ayudar a las empresas prometedoras a desarrollarse, porque el mercado europeo de inversión (capital riesgo y capital inversión) es particularmente débil en este segmento del mercado.
