Si está leyendo esto, los semiconductores y la IA están tomando el relevo

No hay tristeza veraniega en la industria de los semiconductores, gracias en parte a la demanda de chips de aplicaciones de IA generativa como ChatGPT de OpenAI.

En los últimos años, la industria de los semiconductores ha experimentado un notable alejamiento de sus patrones cíclicos tradicionales, adoptando un comportamiento más secular que desafía los altibajos estrechamente ligados a los ciclos económicos. Esta transformación puede atribuirse a una serie de factores, como la presencia cada vez mayor de la tecnología en nuestra vida cotidiana y la creciente demanda de semiconductores en diversos sectores. A diferencia de su pasada volatilidad, el mercado de semiconductores muestra ahora una notable resistencia, impulsado por tendencias a largo plazo como la inteligencia artificial, el Internet de las cosas y la computación en nube. Este cambio refleja la capacidad de la industria para adaptarse a la dinámica cambiante del mercado, manteniendo una demanda constante y fomentando la innovación incluso en medio de las fluctuaciones económicas.¹

Mientras seguimos en la cresta de la ola del avance tecnológico, los semiconductores y la inteligencia artificial (IA) se sitúan a la vanguardia de esta evolución. Juntos, impulsan mutuamente su crecimiento, llevándonos hacia una era de revolución tecnológica sin precedentes. A medida que estos dos dominios profundizan su relación, anuncian un nuevo auge de la innovación. El futuro de la IA está anclado en la creación de nuevos chips semiconductores optimizados para la IA, una dinámica que creemos que está preparada para impulsar un crecimiento significativo en la próxima media década. Este blog examina la interdependencia de los semiconductores y la IA, los avances tecnológicos que impulsan su integración y las perspectivas de futuro de esta próspera industria.

• ¿Cómo han contribuido los semiconductores al éxito de ChatGPT?
• Las ganancias de NVIDIA en el 1T 2023 destacan la captura del mercado de la IA y los semiconductores
• ¿Está la IA acelerando el diseño y la fabricación de semiconductores?
• ¿Se prevé que el ritmo de crecimiento de las herramientas de diseño de IA supere en 3 veces las ventas de chips?
• Interludio de la industria de semiconductores: 4 Categorías clave de participantes
• ¿Cómo beneficiará la Ley CHIPS de EE.UU. a los grandes productores de semiconductores?

¿Cómo están los semiconductores detrás del éxito de ChatGPT?

El aprendizaje automático y su insaciable apetito de datos dependen en gran medida de los semiconductores para su procesamiento y almacenamiento. La creciente complejidad y demanda de las aplicaciones de IA hacen que los semiconductores, en particular las unidades de procesamiento gráfico (GPU), sean cada vez más importantes. Gracias a su capacidad multitarea, las GPU son cruciales para gestionar los ingentes volúmenes de datos necesarios para el entrenamiento de modelos de IA, lo que garantiza que aplicaciones como ChatGPT funcionen con eficacia.

A medida que las aplicaciones sean cada vez más complejas, aumentará la demanda de chips semiconductores avanzados. Esta creciente demanda representa una oportunidad significativa y prometedora para las empresas de la industria de semiconductores. Por ejemplo, las unidades de procesamiento gráfico (GPU) son los potentes motores que impulsan empresas como OpenAI y sus aplicaciones, entre ellas ChatGPT, están muy solicitadas. Gracias a su capacidad para manejar múltiples tareas de forma simultánea y, lo que es más importante, con gran eficacia, las GPU son el complemento perfecto para el procesamiento pesado que requiere el aprendizaje automático. Estos motores de procesamiento gestionan la gran cantidad de datos necesarios para el entrenamiento de modelos generativos de IA que utilizan transformadores generativos preentrenados (GPT), lo que permite respuestas más rápidas y una mejor comprensión del lenguaje. En pocas palabras, los semiconductores son la estructura de soporte fundamental que garantiza el buen funcionamiento de aplicaciones de IA como ChatGPT.

Las GPU también desempeñan un papel fundamental en un amplio espectro de aplicaciones de IA, entre las que se incluyen:

• Procesamiento del lenguaje natural: Las GPU descodifican los entresijos del lenguaje humano y encuentran su lugar en aplicaciones como los asistentes de voz y la traducción automática.
• Reconocimiento facial: Las GPU identifican individuos en imágenes y vídeos, una herramienta con aplicaciones en sectores que van desde la seguridad al marketing.
• Vehículos autónomos: Las GPU gestionan hábilmente los datos de los sensores, guiando a los vehículos con seguridad por las calles de la ciudad.

Las ganancias de NVIDIA en el 1T 2023 destacan la captura del mercado de la IA y los semiconductores

NVIDIA (NASDAQ: NVDA) acaba de publicar unos sólidos resultados, en los que tanto los ingresos como los beneficios por acción han superado las previsiones de los analistas.² El aumento de la demanda de las GPU de NVIDIA, muy utilizadas en aplicaciones de IA, está impulsando el crecimiento de la compañía. A medida que aumente la demanda de aplicaciones basadas en IA, también lo hará la demanda de semiconductores y creemos que NVIDIA está bien posicionada para beneficiarse de este crecimiento. Es uno de los principales proveedores de GPU para aplicaciones de IA y está cosechando beneficios de las asociaciones con empresas de IA como OpenAI y Google AI.

Crecimiento y previsión del mercado mundial de semiconductores

Fuente: Estadísticas del comercio mundial de semiconductores y crecimiento anual previsto por Mckinsey. La rentabilidad pasada no garantiza resultados futuros. No pretende ser una recomendación de compra o venta de ninguno de los valores aquí mencionados o una invitación a realizar ninguna acción. Solo con fines ilustrativos. Se desconoce el crecimiento real futuro del mercado de semiconductores.

La necesidad de aumentar la potencia de cálculo, la IA y la conectividad digital ha dado lugar a un importante crecimiento del mercado de semiconductores. McKinsey estima que los ingresos por semiconductores podrían duplicarse, pasando de 550 millones de dólares en 2022 a más de un billón de dólares en 2030.³

¿Está la IA acelerando el diseño y la fabricación de semiconductores?

La IA no solo se está beneficiando de la potencia de los semiconductores, sino que se ha convertido en una importante fuerza impulsora de la evolución de la industria de los semiconductores. Gracias a su capacidad para redefinir los diseños de los chips, identificar los defectos, optimizar los procesos y predecir los fallos de los chips, la IA está mejorando la eficacia y la rentabilidad del sector. Y hay más en la historia: la IA está catalizando la creación de un nuevo linaje de chips hechos a medida para los requisitos y necesidades distintivos de la IA. No se trata de los chips habituales, sino de unos hechos a medida para las exigencias únicas de la IA. Piense en Intel (NASDAQ: INTC) y su trabajo pionero en la creación de chips optimizados para la IA que sobresalen en velocidad, eficiencia y gestión energética.

La IA derrota a un humano al ajedrez y al Go, vea ahora cómo diseña chips

Los chips tienen exponencialmente más configuraciones que el ajedrez o el Go⁴

Fuente: Deloitte Insights adaptado de Synopsys, "¿Qué es la optimización del espacio de diseño?" a julio de 2020.

La IA ya ha demostrado su capacidad superando a los humanos en complejos juegos de mesa como el ajedrez y el go, pero ahora se adentra en un campo aún más intrincado: Diseño de chips. Con un número astronómico de configuraciones potenciales, muy superiores a las del ajedrez o el Go, la capacidad de optimizar e innovar en el diseño de chips podría ser una aplicación de la tecnología de IA que cambiaría las reglas del juego. A medida que la relación de la IA y los semiconductores se profundiza, están allanando el camino para un nuevo auge de la innovación tecnológica. La próxima progresión de la IA depende en gran medida de la creación de nuevos chips semiconductores diseñados específicamente para aplicaciones de IA. Creemos que es probable que esta tendencia impulse un crecimiento significativo en los próximos cinco años.

¿Se prevé que el ritmo de crecimiento de las herramientas de diseño de IA supere en 3 veces las ventas de chips?

CAGR a 5 años para chips, herramientas EDA y herramientas avanzadas de diseño de IA (2023-2028)⁵

Fuentes: WSTS; Global Markets Insights; y Deloitte Global a noviembre de 2022.

El crecimiento inminente de la IA depende en gran medida del desarrollo de chips semiconductores optimizados explícitamente para la funcionalidad de la IA. Según Deloitte, es muy plausible que este factor pueda desencadenar un crecimiento sustancial en la próxima media década.

Interludio de la industria de semiconductores: 4 Categorías clave de participantes

La industria de los semiconductores se compone principalmente de cuatro categorías clave de participantes. La categoría inicial comprende a los operadores de fundición, por ejemplo, Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC). Se trata de empresas que se encargan de la producción de chips semiconductores basándose en las especificaciones que les dan otras empresas. Se puede pensar en ellas como fábricas que elaboran chips para diferentes empresas. La segunda categoría está compuesta por fabricantes de dispositivos integrados (IDM), con empresas como Intel como ejemplo. Los IDM son únicos porque gestionan todo el ciclo de vida de un chip semiconductor dentro de sus propias instalaciones, desde el diseño inicial hasta la fase final de fabricación. La siguiente categoría incluye a las empresas que se dedican únicamente al diseño de chips, también denominadas empresas fabless. NVIDIA y Advanced Micro Devices (AMD) entran en esta categoría. Las empresas Fabless se concentran en el diseño y desarrollo de chips semiconductores, pero subcontratan la fabricación a operadores de fundición, ya que no disponen de capacidades de fabricación propias. La última y cuarta categoría engloba a fabricantes de equipos como ASML. Estas empresas se encargan de crear la maquinaria y los equipos necesarios para la fabricación de chips semiconductores. Suministran las herramientas cruciales que necesitan tanto los operadores de fundición como los fabricantes de dispositivos integrados para construir los chips.

¿Cómo beneficiará la Ley CHIPS de EE.UU. a los grandes productores de semiconductores?

¿Recuerda la Ley CHIPS de EE.UU.? Dado que los semiconductores son fundamentales para la economía, Estados Unidos pretende ser autosuficiente en la producción de semiconductores y reducir la dependencia de las cadenas de suministro extranjeras. La pandemia del Covid-19 puso de manifiesto las vulnerabilidades de la cadena de suministro, que a menudo incluía pasos en más de cinco países y múltiples envíos mundiales. El Departamento de Comercio informa de que en 2021 la escasez de semiconductores costó a la economía estadounidense casi un cuarto de billón de dólares.

Para aumentar la fabricación nacional de semiconductores, la Ley de chips y ciencia de EEUU canalizará 50.000 millones de dólares en inversiones hacia la industria a lo largo de cinco años, incluidos 11.000 millones para la investigación y el desarrollo de semiconductores avanzados, y 39.000 millones para acelerar e impulsar la producción nacional de chips (6.000 millones de los cuales pueden cubrir préstamos directos y garantías de préstamos)⁶.

Presupuesto para ampliar la fabricación nacional (I+D de semiconductores avanzados y producción de chips)

Fuente: McKinsey⁷ a octubre de 2022.

Entre los principales beneficiarios de la Ley CHIPS se encuentran los grandes productores estadounidenses de semiconductores. En lugar de intentar elegir valores ganadores individuales en el sector, los inversores pueden obtener exposición a las 25 empresas de semiconductores más grandes y líquidas que cotizan en EE.UU. en El VanEck Semiconductor UCITS ETF (SMH).

Para terminar, creemos que los semiconductores podrían ser la forma "de pico y pala" de jugar en el panorama de la IA y presentan una forma convincente de capitalizar el creciente sector de la IA, sobre todo cuando el acceso directo a las empresas privadas de IA es limitado para muchos inversores. El VanEck Semiconductor UCITS ETF (SMH) ofrece una forma de invertir en toda la cadena de valor de la industria de los semiconductores, desde el diseño y la fabricación de chips hasta la maquinaria utilizada en el proceso de fabricación. Dado que los semiconductores son los componentes esenciales que impulsan la innovación de la IA, creemos que están preparados para ganar valor en medio del potencial impacto deflacionista de la eficiencia de la IA; también ofrecen una oportunidad única para subirse a la ola del impacto transformador de la IA.