La pandemia del COVID-19 ha acelerado enormemente la transformación digital en buena parte del mundo. Durante las semanas del confinamiento, se alcanzó una cifra impensable de teletrabajadores en España, el 34%, cuando la media en 2019 estaba por debajo del 5%. En el siguiente post hablamos sobre el estrés de producción de chips en China.
Semiconductores: los cimientos de la Cuarta Revolución Industrial
Todo esto no sería posible si no estuviéramos ya a las puertas de la Cuarta Revolución Industrial, término utilizado por primera vez en 2016 en el Foro Económico Mundial. En la primera revolución, el catalizador fue la máquina de vapor; en la segunda, la producción en masa; la tercera, la entrada de los ordenadores y las telecomunicaciones en nuestras vidas; y la cuarta, con los avances en robótica, ingeniería artificial, nanotecnología, computación cuántica, Internet de las Cosas (IoT), impresión 3D y vehículos autónomos.
Todo conectado
La tecnología avanza rápidamente, y cada vez disponemos de más aparatos, más potentes y más conectados. La carrera por el 5G se ha convertido también en una batalla entre países, por una tecnología que promete mejorar nuestras vidas, consiguiendo una velocidad muy superior a la del 4G, además de permitir muchos más dispositivos conectados, lo que acelerará la conexión a la red de multitud de aparatos. Incluso ya se habla del 6G, que está previsto que llegue en 2028-2030, con una rapidez en la transmisión todavía mayor.
Fabricación de chips en mínimos
Todo este impresionante despliegue tiene su cara oculta: la producción de chips. La producción de chips semiconductores no es suficiente para atender la enorme demanda y muchas industrias ya están sufriendo retrasos. Según los datos de finales de junio de 2021, el crecimiento de las fábricas en China se sitúa en mínimos de los últimos cuatro meses, y esto se debe en buena medida a la escasez de chips.
¿Por qué hay escasez de chips?
Los semiconductores son la base de la industria electrónica, gracias a sus propiedades intrínsecas, que les permiten comportarse como conductores y como aislantes, una naturaleza dual que casa perfectamente con el código binario (ceros y unos) utilizado por la informática.
Cada vez más rápidos y cada vez más baratos
Tal y como predijo Gordon Moore, el cofundador de Intel, hace más de 40 años, la capacidad de integración de los chips se duplica aproximadamente cada dos años. Esto supone que las prestaciones van aumentando de manera vertiginosa y los precios de la tecnología van descendiendo; o, dicho de otra manera, cada vez se obtiene más tecnología a un precio menor.
Este rápido progreso trae consigo otras consecuencias. Al aumentar la densidad de transistores, se incrementa el calor, por lo que se hace necesario diseñar también sistemas de refrigeración que eviten el riesgo de sobrecalentamiento del microprocesador.
¿Por qué las fábricas de chips no pueden atender la demanda?
El problema más grave al que se enfrenta este avance de la tecnología está en su propio éxito, e incluso se ha acuñado ya el término «chipagedón», en referencia al Armagedón bíblico (o a la famosa película), para referirse al caos que se está viviendo. La demanda supera a la oferta, a pesar de que las fábricas han alcanzado la impresionante cifra de un billón de chips al año (130 por cada habitante del planeta).
Dependencia del silicio
El silicio es la base que se emplea hoy en día en los semiconductores —de ahí el nombre de Silicon Valley para el lugar donde se asientan la mayoría de grandes tecnológicas—. Es el segundo componente más abundante en la corteza terrestre, tras el oxígeno, ya que está en la arena. Sin embargo, su utilización para la industria electrónica requiere un extremo refinamiento, hasta el 99,9999999% de pureza y, por lo tanto, una elevadísima higiene en las factorías.
Las fábricas de chips requieren una enorme inversión, algo que está al alcance de pocas compañías. Además, la propia ley de Moore implica que cada vez los chips son más pequeños —su tamaño en 2021 está en 5 nanómetros o millonésimas de milímetro—, por lo que su producción cada vez es más sofisticada.
Los tres principales de chips
Fabricantes como los estadounidenses Qualcomm, Nvidia y AMD están entre los más conocidos por el público en general, pero el mercado mundial está dominado por tres compañías: la también estadounidense Intel (el líder tradicional en PC’s), el conglomerado coreano Samsung y la taiwanesa TSMC, que es la mayor compañía del mundo dedicada exclusivamente a la fabricación de semiconductores.
La producción de chips a nivel mundial se concentra actualmente en el sudeste asiático, donde Corea del Sur y Taiwán aglutinan hasta el 80% de la producción ; TSMC alcanza más del 50%, según los datos de la empresa de investigación de mercados TrendForce.
Las fábricas de chips son tan avanzadas como los propios chips que producen
Las fábricas de microchips son también un prodigio de tecnología en sí mismas, con unas condiciones de higiene muy rigurosas y un consumo eléctrico elevadísimo, para conseguir precisamente ese ambiente estéril.
Como muestra, la última fábrica creada por TSMC, Fab 18, ha costado 17.000 millones de dólares, y ocupa un espacio de un millón de metros cuadrados, de los cuales 160.000 forman parte del «espacio blanco» donde se fabrican realmente los chips (como unos 23 campos de fútbol).
Qué sectores son los más afectados por la escasez de chips
Hoy en día hay una gran variedad de productos que llevan una importante carga tecnológica en su interior y que se ven afectados en parte por esta problemática, pero en algunos aparatos, los chips son una parte fundamental de su funcionamiento.
Videoconsolas
Así, por ejemplo, el sector de las videoconsolas ha sido uno de los principales afectados, anunciando problemas y retrasos para conseguir una PlayStation 5 o una Xbox Series, que podrían llegar hasta —al menos— 2022.
Automóviles
La industria automovilística es otra de las perjudicadas por esta escasez. Tras pasar los momentos más críticos de la pandemia, los fabricantes de automóviles comenzaban a recuperar el ritmo. Sin embargo, la escasez de chips está ocasionando retrasos en este sector, que ha provocado incluso la activación de ERTE en las fábricas, ya que hoy en día muchos vehículos cuentan con ordenadores de a bordo y sistemas de ayuda a la conducción.
La Asociación Nacional de Vendedores de Vehículos (Ganvam) señala que el segmento de los camiones y vehículos industriales también se está viendo muy afectado, con retrasos de entre 6 y 8 meses en la entrega de los vehículos.
Telefonía
Por supuesto, uno de los principales afectados por la oferta insuficiente de chips es la telefonía móvil. Algunas presentaciones de nuevos modelos se están retrasando, e incluso una vez presentados, tardan en salir al mercado o lo hacen en lotes cortos. Por ejemplo, Apple estima que podría perder entre 3.000 y 4.000 millones de ventas en el segundo trimestre de 2021, debido a esta escasez de chips.
Cualquier dispositivo conectado a la red
El Internet de las Cosas (IoT, por sus siglas en inglés) ha provocado que multitud de aparatos estén conectados a la red, como los televisores inteligentes, pero también lavadoras y frigoríficos, por ejemplo, por lo que los fabricantes de electrodomésticos también necesitan esta tecnología.
Hasta cuándo durará la escasez de chips
Este es un aspecto difícil de dilucidar porque la demanda continúa presionando al alza, mientras que la fabricación de chips está concentrada en pocas empresas y requiere de fuertes inversiones, tanto en dinero como en tiempo para su puesta en funcionamiento.
La pandemia ha agudizado las tensiones en el mercado de los microchips: las empresas están intentando reforzar su stock de microprocesadores para aumentar su producción, provocando que las fábricas de chips no den abasto.
Elevada demanda y pocas empresas productoras
El director ejecutivo de Intel, Pat Gelsinger, estimó en una entrevista que el desajuste entre oferta y demanda podría tardar «un par de años» en solucionarse, al menos en parte. Por su parte, los fabricantes de consolas señalan que, como mínimo, los problemas de suministro persistirán durante 2021.
Las grandes compañías preparan también sus estrategias para proveerse. Así la multinacional Bosch inauguró el 7 de junio de 2021 su fábrica de semiconductores en Dresde (Alemania), con una inversión cercana a los 1.000 millones de euros, la mayor en la historia de la marca.
Por su parte, el presidente estadounidense, Joe Biden, anunció en abril de 2021 su propuesta para impulsar con 50.000 millones de dólares la fabricación e investigación en semiconductores, una apuesta por este elemento clave para el desarrollo futuro.
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