La transición de Intel: mantener el ritmo de la Ley de Moore en la era de la IA

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No es un secreto de la industria que Intel no está pasando por su mejor momento. Pese a haber sido una de las compañías pioneras de Silicon Valley, al haber introducido el primer microprocesador de la historia, la compañía se enfrenta actualmente a múltiples desafíos, desde abrir su modelo de fundición a terceros y competir frente a fabricantes asiáticos, hasta recuperar su competitividad en el mercado de Inteligencia Artificial (IA), actualmente dominado casi en su totalidad por Nvidia.

Fundada en 1968 por Gordon Moore y Robert Noyce, quienes se conocieron mientras trabajaban para Fairchild Semiconductor, Intel fue una compañía revolucionaria de Silicon Valley que ayudó a definir buena parte de lo que sería el futuro mercado de semiconductores en Estados Unidos y en el mundo, incluyendo la famosa Ley de Moore que establecería por las siguientes cinco décadas el ritmo de avance e innovación de estos componentes esenciales.

Intel es reconocida por haber logrado colocar a Estados Unidos como un líder en la fabricación de memoria DRAM frente al avance asiático, haber introducido el primer microprocesador de la historia, haber introducido el primer chip para la PC con el legendario Intel 4004, haber establecido la arquitectura x86 como el estándar por defecto de la industria, y haber sido pionera en el avance de técnicas de manufactura para extender la vigencia de la Ley de Moore como la litografía ultravioleta extrema (EUV).

Sin embargo, y a pesar de todos estos importantes avances, la compañía también ha tenido sus tropiezos, tales como haber desperdiciado la oportunidad de participar en el desarrollo de semiconductores para los primeros smartphones –incluido el iPhone–, y más recientemente, haber entrado tarde al creciente mercado de IA, especialmente al carecer de una oferta sólida de los GPUs y los aceleradores demandados para el entrenamiento de los grandes modelos de lenguaje (LLM).

Algunas de estas últimas decisiones han tenido repercusiones duraderas en el modelo de negocio del fabricante. Los ingresos de Intel exhiben una tendencia a la baja después de un importante impulso en las ventas extraordinarias de PC y otros equipos de cómputo durante la pandemia por Covid-19, conforme empresas y usuarios se adaptaban a un modelo de trabajo remoto.

A partir de entonces, pese a los esfuerzos de la compañía por introducir nuevos componentes como la línea de GPUs, ARC, y el acelerador de IA, Gaudi 3, además de nuevos métodos de producción como Intel 3, los ingresos no han logrado remontar. Aun así, la división de Centros de Datos e IA de la compañía ha logrado mantener un ritmo de crecimiento constante, apoyado por el posicionamiento de su línea Xeon para servidores y estaciones de trabajo, que también ha comenzado a verse amenazada por el incesante avance de AMD y su línea EPYC.

En ese sentido, actualmente los esfuerzos de la compañía se enfocan en defender su posición en cargas de trabajo desde la PC y el Edge. Intel asegura que si bien las primeras etapas de la IA se concentraron en el entrenamiento de los grandes modelos de lenguaje (LLM) para IA Generativa en los masivos Centros de Datos de los hiperescaladores, las cargas de trabajo de inferencia necesariamente tendrán que hacerse lo más cerca posible de donde se generan los datos, donde el CPU y los nuevos NPU integrados a su línea Intel Core Ultra tendrán un papel relevante.

El propio Lip-Bu Tan, en su presentación oficial como CEO de Intel, reconoció al borde de las lágrimas lo “difícil que era ver a la compañía batallar, simplemente no puedo quedarme al margen sabiendo que podría cambiar las cosas”. Reconoció “que no será fácil. Ha sido un periodo difícil durante bastante tiempo para Intel, nos hemos quedado atrás en innovación y, como resultado, hemos sido demasiado lentos para adaptarnos y satisfacer sus necesidades”.

Sin embargo, el directivo también se mostró confiado en que un nuevo enfoque en el software, el impulso al uso y desarrollo de IA, un mayor acercamiento con desarrolladores independientes y su ingreso al mercado de chips personalizados, permitirán poner a la compañía nuevamente en la ruta del crecimiento.

Además, aseguró que priorizará pasar tiempo con los clientes, establecer equipos para corregir errores y recuperar la confianza del mercado. El directivo también destacó la importancia de participar en procesos de innovación en áreas como la IA, robótica e IA Generativa.

Transformación del modelo de negocio y fundición

Desde la invención del microprocesador por el propio Intel, la Ley de Moore se ha mantenido como el modelo a seguir de toda la industria para acelerar el nivel de procesamiento de estos componentes. Esta conocida ley nos dice que los transistores en un circuito integrado (microchip) se duplican aproximadamente cada dos años. Sin embargo, conforme los transistores se hacen cada vez más pequeños y el espacio entre ellos se acerca a niveles cuánticos, mantener el ritmo de la ley se ha convertido en un desafío mayúsculo.

Para conservar el ritmo de innovación en línea con la ley, la industria se ha visto obligada a explorar nuevas alternativas como materiales de tres átomos de grosor, así como empaquetados avanzados como el 3D o apilados, que permitan agregar cada vez más transistores a un solo chip. De hecho, el propio Intel incluso cree que podrá entregar un billón de transistores en un solo dispositivo para 2030, desde los más de 14,000 millones que tienen los chips más avanzados de la compañía actualmente.

En 2022, bajo la dirección de Pat Gelsinger, Intel realizó uno de los cambios a su modelo más profundos de su historia. El directivo se dio cuenta que para poder continuar impulsando la Ley de Moore más allá del límite, iba a requerir de una mayor escala, por lo que anunció el plan IDM 2.0 para abrir las capacidades de fabricación de la compañía a terceros, lo que la llevaría a competir directamente con gigantes asiáticos como TSMC y Samsung.

Aunque el modelo ha sufrido retrasos y modificaciones desde su primer anuncio, el nuevo directivo aún tiene claro que el futuro de Intel depende de poder escalar su producción, para cubrir sus propias necesidades y las demandas de fundición de semiconductores avanzados en sociedad con grandes tecnológicas como Microsoft, Qualcomm y AWS, que se apuntaron como algunos de los primeros clientes de Intel Foundry.

Este proyecto no es sólo importante para la compañía. Pese a las dificultades, Intel continúa siendo el campeón en diseño y fabricación de semiconductores de los Estados Unidos, por lo que sus objetivos de ampliación de manufactura están íntimamente ligados con los propios planes del gobierno norteamericano por ampliar la producción de semiconductores a nivel nacional e impulsar su participación en la cadena de suministro global de este componente.

Si bien otras compañías como Qualcomm, AMD y Nvidia tienen una participación e impacto relevantes en el diseño de chips para dispositivos semiconductores, sólo Intel cuenta con capacidades de fabricación y diseño propias, dándole una doble relevancia para la competitividad de la industria estadounidense.

Como parte de ello, Intel fue una de las principales beneficiarias de la Ley de CHIPS emitida por el presidente Joe Biden, por la cual recibió cerca de 7,860 millones de dólares para el despliegue de nuevas instalaciones para la fundición nacional de semiconductores. Aunque el futuro de la ley es actualmente incierto bajo el mandato de Donald Trump, lo cierto es que ambas partes aún dependen una de la otra para hacer frente al avance de los competidores asiáticos.

Dentro de esta dinámica, surge el desafío de la inversión para nuevas plantas de fundición de semiconductores, que permitan tanto a Intel como al gobierno estadounidense lograr sus objetivos comunes. En este apartado, surge otra ley menos conocida, la Segunda Ley de Moore o Ley de Rock, que advierte que el costo de una fábrica de semiconductores se duplicaría cada 4 años.

Actualmente, Intel mantiene un compromiso de inversión de 20,000 millones de dólares para construir dos nuevas fábricas de chips en New Albany, Ohio, que deberían estar listas a lo largo de este 2025, el cual se sumaría a otros 20,000 millones de dólares que la compañía anunció en Arizona en 2021 para dos nuevas instalaciones que se hicieran cargo de sus procesos de fundición más avanzados: Intel 18A y 20A.

Por el momento, Tan parece que seguirá con los planes de Intel para ampliar sus capacidades de fabricación a terceros, además de utilizar los servicios de otras fundiciones para sus propios chips, que aún le permitan acceder a tecnología avanzada y cumplir con sus planes de producción. Sin embargo, no está claro cuál podría ser el futuro de Intel Foundry, al considerar que se llegó a discutir la posibilidad de escindir este negocio de Intel.

Lo anterior, será aún más relevante al considerar los más recientes reportes sobre el estado del proceso de producción Intel 18A, cuya principal característica es que incluiría la nueva arquitectura de transistores RibbonFET, permitiendo al fabricante mejorar el rendimiento y consumo energético de sus chips, y mejorar su competitividad frente a competidores como TSMC, dentro de la fabricación de transistores de 1.8 nanómetros.

Sin embargo, luego de su entrada al mercado, múltiples reportes de medios y de la propia compañía sugieren que el proceso ha resultado ser más desafiante, incluyendo tasas de rendimiento de entre 20 a 30 por ciento, lo que dificultaría su escalamiento a producción masiva. Según el propio CFO de Intel, David Zinsner, aunque los nuevos procesos de manufactura han atraído la atención de nuevos clientes, pocos suelen escalar su producción más allá de pruebas de concepto.

El futuro de Intel depende no sólo de introducir nuevos diseños de chips que le permitan recuperar su competitividad en el procesamiento de las cargas más demandantes de IA, sino también de contar con la capacidad de fabricación de estos componentes.

Más allá de los semiconductores, Intel se mantiene también como una potencia de la innovación al participar en nuevas tendencias tecnológicas, como el desarrollo de coches autónomos mediante su filial Mobileye (que salió a la bolsa en 2022), el desarrollo de técnicas para mejorar la transmisión de contenido (streaming) en vivo y desde el Edge, impulsar el desarrollo de software abierto para IA, así como la colaboración para mejores tecnologías de conectividad, entre otras.