Diseño de chips en Brasil

En 1971 la Universidad de São Paulo produjo el primer chip en América Latina^[9]. Un semiconductor es un material como el silicio cuya capacidad de conducir corriente eléctrica puede controlarse, y todo chip está hecho de uno. En 1991 la Ley de Informática (Ley 8.248) otorgó reducciones de impuestos a las empresas de electrónica que invierten parte de sus ingresos en investigación dentro de Brasil^[3], y en 2007 la Ley 11.484 estableció PADIS, un programa de apoyo a la industria de semiconductores^[12]. En 2008 el gobierno federal fundó CEITEC, una empresa estatal en Porto Alegre que se convirtió en la única fábrica de chips en América Latina^[17], utilizando un proceso de fabricación licenciado de la empresa alemana X-FAB en diciembre de 2007^[15]. Su producto más conocido, el Chip do Boi, es una etiqueta de radio que identifica al ganado, y fue el primer chip diseñado en Brasil en alcanzar la producción en masa^[16].

Un microcontrolador es una pequeña computadora en un solo chip, que contiene un procesador, memoria y conexiones a sensores y otros dispositivos, y aparece dentro de electrodomésticos, vehículos y máquinas industriales. BlueMacaw, desarrollado bajo el nombre de proyecto u32BR, es un microcontrolador RISC-V de 32 bits, lo que significa que sus registros y aritmética operan con números de 32 dígitos binarios de ancho, con Bluetooth Low Energy integrado, un estándar inalámbrico para dispositivos que funcionan con poca energía^[1]. Cinco universidades federales lo diseñaron junto con empresas de electrónica: UFSM, UFMG, UnB, UFCG y UFPR. El profesor João Baptista Martins de la UFSM y la Santa Maria Design House coordinaron el trabajo, que involucró a más de 50 personas durante 30 meses y recibió financiamiento a través de Softex con el apoyo del Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación (MCTI)^[3,4]. El equipo lo presentó en el evento RISC-V Brasil en Campinas el 14 de junio de 2024^[3], y su sitio oficial se abrió en octubre de 2025^[5].

TSMC fabricó BlueMacaw en Taiwán con su proceso de 22 nanómetros^[4,5]. Un proceso es el conjunto de pasos de fabricación que utiliza una fábrica de chips, y su tamaño en nanómetros, millonésimas de milímetro, indica cuán pequeños pueden ser los transistores, lo que determina cuántos caben en el chip y cuánta energía consumen. El procesador funciona a 200 MHz, es decir, 200 millones de ciclos de reloj por segundo, y tiene una canalización de 4 etapas, un diseño que mantiene cuatro instrucciones en progreso a la vez, cada una en una etapa diferente de ser buscada y ejecutada. Tiene 32 KB de memoria para instrucciones y 32 KB para datos, donde un KB es 1024 bytes y un byte es un grupo de 8 bits. El clock gating, que detiene la señal de reloj en partes del chip que están inactivas, y un modo de retención que preserva el contenido de la memoria mientras el resto del chip duerme, reducen la energía que utiliza^[1].

RISC-V está organizado como un conjunto de instrucciones base más extensiones opcionales, grupos de instrucciones adicionales que un diseñador de chips puede incluir u omitir. BlueMacaw implementa RV32IC^[1]. La letra I representa el conjunto base de instrucciones enteras, como add, slli y beq, y la letra C representa la extensión comprimida, que agrega versiones de 16 bits de instrucciones comunes para que los programas ocupen menos memoria. BlueMacaw omite la extensión M, que proporciona mul y div. El simulador en este sitio implementa RV32IM y acepta mul, pero un programa compilado para BlueMacaw no tiene instrucción de multiplicación disponible, por lo que el compilador reemplaza cada multiplicación con una llamada a una rutina corta que alcanza el mismo resultado usando desplazamientos y sumas del conjunto base.

 # Multiplica 6 por 7 usando solo instrucciones base RV32I.
li   a0, 6 # el número que se multiplica, duplicado en cada pasada
li   a1, 7 # el multiplicador, leído desde su bit más bajo
li   a2, 0 # el total acumulado
loop:
  beqz a1, done # detente cuando el multiplicador llegue a 0
  andi t0, a1, 1 # aísla el bit más bajo
  beqz t0, skip # omite la suma cuando ese bit sea 0
  add  a2, a2, a0 # suma el valor duplicado actual
skip:
  slli a0, a0, 1 # duplica el número que se multiplica
  srli a1, a1, 1 # desplaza el multiplicador a la derecha para exponer su siguiente bit
  j    loop
done:
  mv   a0, a2 # mueve el resultado a a0 para imprimirlo
  li   a7, 1 # servicio 1 = imprimir entero
  ecall
  li   a7, 10 # servicio 10 = salir
  ecall

El programa multiplica dos números de la misma manera que funciona la multiplicación larga en papel, pero usa dígitos binarios en lugar de decimales. El multiplicador 7 es 111 en binario. El bucle usa andi para leer el bit más bajo del multiplicador, y cuando ese bit es 1, suma el valor actual del otro número al total acumulado. slli luego duplica el otro número, y srli desplaza el multiplicador a la derecha para que la siguiente pasada lea el siguiente bit. El bucle termina cuando el multiplicador llega a 0, y el programa imprime 42. En un chip sin la extensión M, cada bit del multiplicador cuesta varias instrucciones, lo que mantiene el procesador más pequeño y reduce su consumo de energía.

El Laboratorio de Compiladores de la UFMG, coordinado por el profesor Fernando Pereira, escribió el kit de desarrollo de software (SDK) de BlueMacaw, el paquete de herramientas y código que un programador instala para escribir programas para el chip^[3]. Su compilador es GCC, un compilador gratuito ampliamente utilizado que traduce C y C++ a código máquina, configurado para RISC-V. El kit también contiene un ensamblador, que traduce el ensamblador a código máquina, un enlazador, que une las piezas traducidas en un solo programa, y el depurador GDB, que se conecta al chip a través de una herramienta llamada OpenOCD. Los programas se ejecutan bare-metal, directamente en el hardware sin un sistema operativo debajo, y el kit proporciona el código de inicio que prepara el chip, la asignación de memoria y los controladores para los periféricos, los circuitos integrados para temporizadores, comunicación serial, entrada analógica y Bluetooth^[2].

En la Universidad Federal de Rio Grande do Sul (UFRGS), Anderson I. Silva, Altamiro Susin, Fernanda L. Kastensmidt, Antonio Carlos S. Beck y José Rodrigo Azambuja diseñaron NoX, un núcleo RISC-V de 32 bits, la parte de un chip que ejecuta instrucciones, y liberaron su diseño como código abierto para que cualquiera pueda leerlo, usarlo y modificarlo. NoX tiene una canalización de 4 etapas y está destinado a chips que combinan varios núcleos pequeños en dispositivos en el borde de una red, como sensores que procesan datos donde los recopilan. Fue presentado en SBCCI 2024, el simposio brasileño sobre diseño de circuitos integrados y sistemas^[6].

El 15 de marzo de 2024, el Instituto Eldorado en Campinas e investigadores de la Unicamp firmaron un acuerdo con el Barcelona Supercomputing Center para construir un acelerador de multiplicación de matrices dentro de un procesador RISC-V, bajo el programa PPI-Softex con apoyo del MCTI^[7]. Un acelerador es un circuito dedicado a un tipo de cálculo, y la multiplicación de matrices es el cálculo que los modelos de inteligencia artificial realizan con mayor frecuencia. En agosto de 2025 el gobierno describió una supercomputadora nacional para el Laboratorio Nacional de Computación Científica (LNCC), parte del Plan Brasileño de Inteligencia Artificial (PBIA), con alrededor de 5,000 procesadores gráficos al principio y un acelerador y procesador RISC-V de la Unicamp, el centro de Barcelona y Eldorado en una fase posterior^[8].

RISC-V International es la organización que mantiene las especificaciones de RISC-V, los documentos que definen cada instrucción. En febrero de 2024 Brasil se unió como Premier Member, el nivel de membresía más alto de la organización, con el puesto ocupado por MCTI^[9]. Alessandro Campos, coordinador general de tecnologías de semiconductores del MCTI, forma parte del Board of Directors^[11], y el profesor Guido Araujo de Unicamp representa al MCTI en el Technical Steering Committee, el grupo que vota sobre nuevas extensiones y cambios a las especificaciones^[10].

Brasil Semicon, creado por la Ley 14.968 el 11 de septiembre de 2024, extiende la Ley de Informática y los incentivos fiscales PADIS hasta 2029 y hace que el diseño de chips, la investigación, la visualización y la producción de paneles solares, y la formación de especialistas sean elegibles junto con la fabricación de chips^[12].

El programa nacional de microelectrónica forma diseñadores de chips a través de CI Inovador, una residencia coordinada por Softex en la que los participantes reciben una beca mensual de R$5.000 mientras estudian y trabajan en diseño de circuitos^[14,22]. En junio de 2026 el programa de posgrado en ingeniería eléctrica de la UFSM creó una línea de investigación en microelectrónica y sistemas electrónicos integrados, con plazas de maestría y doctorado en el grupo que lidera BlueMacaw^[13].

Brasil diseña chips en los tamaños actuales pero no tiene ninguna fábrica capaz de fabricarlos. El proceso de CEITEC funciona a 0,6 micrómetros, o 600 nanómetros, unas 27 veces los 22 nanómetros usados para BlueMacaw, por lo que los diseños brasileños como BlueMacaw se fabrican en el extranjero^[5,15]. El Chip do Boi también alcanzó la producción en masa en las fábricas de X-FAB en Alemania y Estados Unidos, mientras que CEITEC fabricó prototipos y pequeños volúmenes en Porto Alegre^[15,16].

La Política Nacional de Informática, Ley 7.232 de 1984, reservó el mercado doméstico de computadoras para empresas con capital brasileño durante ocho años^[24]. Cuando la reserva terminó en 1992 y el mercado se abrió a las importaciones, muchas de las empresas protegidas no pudieron competir con los fabricantes extranjeros y cerraron o fueron compradas, a menudo por empresas multinacionales^[24]. Las plantas de semiconductores de Transit, Philco y SID ya habían cerrado en 1981, 1984 y 1997^[25].

La producción de chips en Brasil se concentra hoy en el empaquetado, la etapa final en la que los chips terminados se cortan de la oblea de silicio, el disco delgado en el que se fabrican muchos chips a la vez, y se sellan en carcasas protectoras. Cinco grupos de empaquetado operan en el país, principalmente para los chips de memoria utilizados en computadoras y teléfonos^[25]. Un estudio de 2015 del banco nacional de desarrollo, BNDES, describió a Brasil como una de las pocas economías grandes sin fabricación local de chips y registró un déficit comercial de semiconductores, la cantidad en que las importaciones superan a las exportaciones, que creció de menos de US$500 millones en 1992 a alrededor de US$5 mil millones al año en 2013 y 2014^[26].

SIX Semicondutores, luego renombrada Unitec, fue el mayor intento privado de una fábrica de chips. Estaba ubicada en Ribeirão das Neves, Minas Gerais, y fue concebida en 2005 con Eike Batista entre sus fundadores. Recibió alrededor de R$1.2 mil millones de BNDES, el banco de desarrollo de Minas Gerais (BDMG) y socios privados, e IBM poseía el 18.8% de la empresa y suministraba su tecnología^[27]. Los bancos públicos suspendieron el crédito en 2015, la caída del valor del real elevó el costo de los equipos importados, e IBM se retiró en 2019 después de vender su propio negocio de fabricación de chips^[27]. La planta nunca produjo un chip comercial. Entró en recuperación judicial, una reestructuración de sus deudas supervisada por un tribunal, debiendo alrededor de R$600 millones^[27].

El programa CI-Brasil, creado en 2005, capacitó a más de 1,000 diseñadores de chips en tres centros antes de que su financiamiento se agotara en 2019^[25]. El programa nacional de microelectrónica de 2002 creció a 20 empresas de diseño, y 7 de ellas permanecieron en 2023^[25]. En enero de 2021, el presidente Jair Bolsonaro emitió dos vetos que eliminaron artículos de la Ley Complementaria 177. Un artículo prohibía bloquear dinero en el FNDCT, el fondo nacional de ciencia, y el otro trasladaba fondos no utilizados de 2020 a 2021, dejando R$4.2 mil millones del fondo bloqueados^[28].

CEITEC estuvo a punto de cerrar. El Decreto 10.578 del 16 de diciembre de 2020 autorizó su disolución, por recomendación del consejo del Programa de Asociaciones de Inversión^[17]. El gobierno dio tres razones: transferencias federales de al menos R$50 millones al año para cubrir déficits operativos, pérdidas de R$23,9 millones a R$49,6 millones al año entre 2015 y 2017, y ningún comprador^[17,23]. El Tribunal de Cuentas de la Unión (TCU) suspendió el proceso el 1 de septiembre de 2021, tras encontrar debilidades insalvables en la justificación, entre ellas que ignoraba la pérdida de inversión pública y conocimiento acumulado^[18]. El Decreto 11.768 del 6 de noviembre de 2023 revirtió la disolución^[19]. En diciembre de 2024 el MCTI aprobó R$220 millones del fondo nacional de ciencia (FNDCT) para convertir la fábrica a chips de potencia de carburo de silicio, que se usan en inversores solares y vehículos eléctricos^[20]. El presupuesto federal de 2025 otorgó a CEITEC R$60 millones, y su presidente, Augusto Gadelha, dijo que la conversión necesitaba varios cientos de millones y se retrasaría^[29]. En mayo de 2026 el MCTI gestionó una asociación entre CEITEC y Global Power Technology, una empresa china, para esa producción^[21].

En octubre de 2026 el Instituto Eldorado de Campinas puso en marcha un proyecto nacional para diseñar un procesador de inteligencia artificial sobre la arquitectura RISC-V. La Universidad Estatal de Campinas (Unicamp) lo lidera junto con ellos, y se ha sumado el Centro de Tecnología de la Información Renato Archer^[30]. El Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación comprometió 50 millones de reales para el primer año a través de FNDCT, BNDES y FINEP, y se prevén unos 75 millones más para etapas posteriores^[30]. El diseño es un acelerador matricial: varios chips combinados en una sola placa que realizan la aritmética que requieren los modelos de IA. Se orienta a cargas de trabajo especializadas como la generación de imágenes, y no al entrenamiento de modelos de lenguaje generales^[30].

El proyecto continúa la línea de trabajo que describe este artículo. BlueMacaw demostró que un consorcio brasileño puede llevar un conjunto de instrucciones abierto hasta el silicio funcional, y el acelerador aplica esa misma apertura a la computación de alto rendimiento. El motivo es económico: Brasil importa unos 8 mil millones de dólares en semiconductores cada año, y un acelerador nacional mantiene parte de ese gasto dentro del país. El trabajo forma parte del Plan Brasileño de Inteligencia Artificial, el mismo programa que está detrás del supercomputador nacional^[33].

Un chip necesita más que los metales del mapa anterior. Las plantas de fabricación también funcionan con gases. El helio enfría las obleas durante el procesamiento, mantiene las cámaras libres de aire contaminante y detecta fugas microscópicas, y el neón transporta la luz de los láseres que graban patrones en el silicio. En octubre de 2026 el Departamento de Energía de Estados Unidos designó el helio como material crítico: la fabricación de semiconductores no puede prescindir de él, y el suministro mundial está concentrado en pocos países^[34]. El panel de recursos naturales de esta página enumera los materiales y gases que alimentan la producción electrónica y señala lo que este país extrae o produce en su propio territorio.

Las marcas muestran producción, no yacimientos. Ucrania posee uno de los mayores recursos de litio de Europa y no ha comenzado a extraerlo, y Brasil no produce helio en absoluto, así que cualquier plan nacional de fabricación hereda esa importación. El neón es el caso más crudo: antes de 2022 Ucrania suministraba cerca de la mitad del neón de grado semiconductor del mundo, y la invasión destruyó esa producción^[35]. Los metales y los gases juntos deciden hasta dónde puede un país construir una industria nacional de chips, y ningún país los posee todos.

El mapa de esta página visualiza conjuntos de datos públicos. Las principales fuentes se enumeran a continuación.