La crisis global de chips

La crisis global de chips. Por qué el mundo tiene escasez de chips de computadora y por qué es importante

La crisis global de chips. Los fabricantes de automóviles han estado recortando drásticamente la producción. Las PlayStations son cada vez más difíciles de encontrar en las tiendas. Incluso los productores de aluminio advierten de una posible recesión en el futuro. Todos tienen una cosa en común: una escasez global repentina y en cascada de semiconductores. También conocidos como circuitos integrados o, más comúnmente, solo chips, pueden ser el producto más pequeño pero más exigente jamás fabricado a escala mundial. Esa combinación de costo y dificultad ha fomentado una dependencia mundial de dos potencias asiáticas: Taiwan Semiconductor Manufacturing Co. y Samsung Electronics Co.– una dependencia exacerbada por la pandemia y el aumento de las tensiones entre Estados Unidos y China incluso antes del déficit actual. Los gobiernos y las corporaciones gastarán cientos de miles de millones en los próximos años en una “carrera de chips” con implicaciones tanto geopolíticas como económicas.

1. ¿Por qué hay escasez de chips?

Gran parte de la interrupción, pero no toda, puede estar relacionada con la pandemia. A continuación se muestran algunos factores:

* La era de quedarse en casa causada por el coronavirus empujó la demanda más allá de los niveles proyectados por los fabricantes de chips. Los bloqueos impulsaron el crecimiento de las ventas de computadoras portátiles a su nivel más alto en una década. Los equipos de red doméstica, cámaras web y monitores se instalaron cuando el trabajo de oficina se trasladó de la oficina, y los Chromebook cuando la escuela dejó la escuela. Las ventas también aumentaron para los electrodomésticos, desde televisores hasta purificadores de aire, todos los cuales ahora vienen con chips personalizados.

* Las incertidumbres provocadas por la pandemia provocaron cambios bruscos en los pedidos. Los fabricantes de automóviles que recortaron drásticamente en los primeros días del brote subestimaron la rapidez con la que se recuperarían las ventas. Se apresuraron a fines del año pasado para reabastecer los pedidos, solo para ser rechazados porque los fabricantes de chips están exprimidos en el suministro de gigantes de teléfonos inteligentes como Apple Inc.

* Almacenamiento: los ejecutivos de TSMC dijeron en llamadas recientes sobre ganancias que los clientes han estado acumulando más inventario de lo habitual como cobertura. Los fabricantes de PC comenzaron a advertir sobre la escasez de semiconductores a principios de 2020. Luego, a mediados de año, Huawei Technologies Co. , un importante fabricante de teléfonos inteligentes y equipos de red, comenzó a acumular componentes para garantizar su supervivencia de las sanciones estadounidenses que amenazaban con cortarlo. de sus principales proveedores. Otras empresas chinas siguieron su ejemplo, y las importaciones de chips del país subieron a casi $ 380 mil millones en 2020, lo que representa casi una quinta parte de las importaciones totales del país durante el año.

* Desastres: una fuerte ola de frío en febrero en Texas provocó cortes de energía que cerraron las plantas de semiconductores agrupadas alrededor de Austin; fue a fines de marzo antes de que Samsung volviera a la producción normal . Una planta en Japón dirigida por Renesas Electronics Corp. , uno de los principales proveedores de chips automotrices, fue dañada por un incendio el 19 de marzo, interrumpiendo la producción durante semanas . Y Taiwán emitió una alerta roja mientras soporta la peor sequía en décadas, lo que aumenta la posibilidad de que la fabricación de semiconductores se vea afectada si las lluvias monzónicas no llegan con normalidad a fines de mayo.

2. ¿Cuál es el resultado?

Algunas empresas están siendo golpeadas. Se espera que la escasez de chips elimine $ 61 mil millones en ventas solo para los fabricantes de automóviles este año y retrase la producción de un millón de vehículos en el trimestre de marzo. No solo los automóviles, sino posiblemente un amplio espectro de productos con muchos chips, desde teléfonos hasta consolas de juegos, podrían sufrir escaseces o aumentos de precios. NXP Semiconductors NV e Infineon Technologies AG indicaron que las limitaciones de suministro se han extendido. Samsung dijo en marzo que espera que el ” grave desequilibrio ” plantee un problema a su negocio este año.

3. ¿Quiénes son los grandes protagonistas?

Los chips de lógica avanzada acaparan los titulares como las piezas de silicio más caras y complejas que dan a las computadoras y los teléfonos inteligentes su inteligencia. Cuando oye hablar de los chips de Apple, Qualcomm o Nvidia, esas empresas en realidad son solo los diseñadores de los semiconductores, que se fabrican en fábricas llamadas fundiciones.

* TSMC lidera la industria en capacidades de producción y ahora todos se abren camino hasta su puerta para obtener los mejores chips fabricados en sus instalaciones de Taiwán. La participación de la empresa en el mercado mundial de la fundición es mayor que la de sus próximos tres competidores combinados.

* Samsung, en general un fabricante de chips más grande debido a su dominio en los chips de memoria, está tratando de aprovechar esa mina de oro y está mejorando su tecnología de producción para ser considerada la mejor opción detrás de TSMC. Empresas como Qualcomm Inc. y Nvidia Corp. han recurrido cada vez más a Samsung.

* Intel Corp. , el último campeón de EE. UU. En el campo, todavía tiene más ingresos que cualquier otro fabricante de chips, pero su mercado está fuertemente concentrado en procesadores de computadora. Los retrasos en la producción lo han hecho vulnerable a los diseñadores rivales que están compartiendo el uso de TSMC. A finales de marzo, la empresa dio a conocer una ambiciosa apuesta por recuperar su liderazgo en la fabricación mediante el gasto de miles de millones de dólares para construir nuevas fábricas y entrar en el negocio de la fundición.

* TSMC y Samsung se enfrentan a competidores más pequeños, incluidos Globalfoundries Inc. , Semiconductor Manufacturing International Corp. (SMIC) de China y United Microelectronics Corp de Taiwán . Pero esos rivales están al menos dos o tres generaciones por detrás de la tecnología de TSMC. Nombres famosos como Texas Instruments Inc. , International Business Machines Corp. y Motorola han salido o han dejado de intentar mantenerse al día con la fabricación más avanzada.

4. ¿Qué está pasando en esta carrera?

Los dos gigantes asiáticos están gastando mucho para consolidar su dominio: TSMC elevó su gasto de capital previsto para 2021 a 28 mil millones de dólares desde un récord de 17 mil millones de dólares un año antes, mientras que Samsung está destinando alrededor de 116 mil millones de dólares a un proyecto de una década para atraparlo. su archirrival taiwanés. Pero China está presionando mucho para ponerse al día. Su objetivo durante años es reducir su dependencia de EE. UU. tecnología, particularmente en chips. Los esfuerzos de la administración Trump para frenar a los gigantes tecnológicos de China, al prohibir el acceso de Huawei a los chips y desalentar la inversión estadounidense en jugadores como SMIC y Xiaomi Corp.– cristalizó esos miedos. Pero el país tiene un largo camino por recorrer. Por ejemplo, en el sector automotriz, China ha desarrollado una gran cantidad de empresas de diseño de chips en los últimos años, pero aún no pueden fabricar los chips avanzados necesarios para los automóviles de hoy. En marzo, China se comprometió nuevamente a impulsar el gasto e impulsar la investigación de chips de vanguardia como parte de su nuevo plan económico quinquenal. Si bien los detalles no surgirán durante meses, SMIC ya ha anunciado planes para una planta de $ 2,35 mil millones con fondos del gobierno de Shenzhen. Su objetivo es comenzar la producción en 2022 y eventualmente producir 40,000 obleas de 12 pulgadas al mes. (En 2019, TSMC envió alrededor de 10 millones de obleas avanzadas de 12 pulgadas).

5. ¿Qué tal en otros lugares?

Dada la dificultad para desarrollar capacidades sofisticadas de fabricación de chips, los gobiernos están ofreciendo incentivos a cualquiera que construya o amplíe instalaciones avanzadas en sus patios traseros. El presidente Joe Biden ordenó en febrero una revisión de la cadena de suministro de todo el gobierno para productos críticos, incluidos los chips. Su administración, que está preparando un más largo plazo del plan de suministro de chips, jugará un papel clave en la formulación de incentivos fiscales para una planta propuesta $ 12 billón TSMC en Arizona y un Samsung $ 17 de MIL está en la mira , posiblemente en Texas. Y la Unión Europea está considerando construir una fábrica de semiconductores avanzada en Europa con la ayuda potencial de TSMC y Samsung, como parte de un objetivo de duplicar producción de chips al 20% del mercado mundial para 2030.

6. ¿Por qué es tan difícil competir en chips?

La fabricación de chips es un negocio de alto volumen que requiere una precisión increíble, además de hacer grandes apuestas a largo plazo en un campo sujeto a cambios rápidos. Los chips se fabrican en plantas cuya construcción y equipamiento cuesta miles de millones. Tienen que trabajar a toda máquina las 24 horas del día, los 7 días de la semana para recuperar su inversión. Pero no es solo eso. El rendimiento, o la cantidad de virutas buenas por lote, determina el éxito o el fracaso. Se necesitan años de conocimientos y experiencia para obtener un rendimiento del 90% del complejo proceso fotolitográfico utilizado para fabricar chips. Imagínese Ford Motor Co.estar feliz de tirar un automóvil de cada 10. Pero los fabricantes de chips, que fabrican millones de chips en un proceso que tarda de tres a cuatro meses en completarse, tienen éxito si alcanzan esa marca. Una fundición devora enormes cantidades de agua y electricidad y es vulnerable incluso a las interrupciones más pequeñas (ya sea por partículas de polvo o terremotos distantes).

7. ¿Quién se beneficia de la guerra de los chips?

Incluso pequeñas mejoras en los semiconductores pueden conseguir ahorros sustanciales en costos de energía y cuando se multiplica a través de la escala completa de algo así como Amazon Web Services Inc . A medida que las redes móviles 5G proliferan y aumentan la demanda de transmisión de video y juegos con gran cantidad de datos y más personas trabajan desde casa, la necesidad de un silicio más nuevo y más eficiente en el consumo de energía solo aumentará. Una forma de medir la sofisticación de un chip son los llamados anchos de línea o la distancia entre circuitos. El estándar actual en chips avanzados es de 5 nanómetros, o mil millonésimas de metro, aproximadamente una cienmilésima parte del ancho de un mechón de cabello. TSMC y Samsung están trabajando en una producción en masa de 3 nmpara 2022. El auge de la inteligencia artificial es otra fuerza que impulsa a los fabricantes de chips a innovar: la IA se basa en el procesamiento masivo de datos. Los diseños más eficientes o que ahorran energía también se están convirtiendo en una consideración crítica dado el llamado Internet de las cosas , un universo de dispositivos inteligentes o conectados, desde los teléfonos más robustos hasta los interruptores de luz y refrigeradores más comunes, se espera que aumente el uso de chips exponencialmente en los próximos años.

8. ¿Cómo encaja Taiwán en todo esto?

La democracia de la isla se ha convertido en un eje de la industria gracias a TSMC y a todo un ecosistema orientado a la electrónica de alta gama. Los fabricantes de automóviles de EE. UU., Europa y Japón están presionando a sus gobiernos para que los ayuden a superar la crisis de los chips, y se les pide a Taiwán y TSMC que intervengan. Esas súplicas ilustran cómo las habilidades de TSMC en la fabricación de chips han dado a Taiwán una influencia política y económica en un mundo donde la tecnología está siendo se alistó en la rivalidad entre las grandes potencias entre Estados Unidos y China, un enfrentamiento que es poco probable que disminuya bajo la administración de Biden.